Прогноз устойчивости горизонтальных выработок в зонах ослаблений рудного массива

Попов, Михаил Григорьевич

Автореферат диссертации по теме "Прогноз устойчивости горизонтальных выработок в зонах ослаблений рудного массива"

На правах рукописи

ПОПОВ Михаил Григорьевич

ПРОГНОЗ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК В ЗОНАХ ОСЛАБЛЕНИЙ РУДНОГО МАССИВА (НА ПРИМЕРЕ ЯКОВЛЕВСКОГО РУДНИКА)

Специальность 25.00.20 - Геомеханика, разрушение горных

пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010

004600550

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -

заслуженный деятель науки, лауреат премии Правительства РФ, доктор технических наук, профессор

Протосеня Анатолий Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Господариков Александр Петрович, кандидат технических наук

Лебедев Михаил Олегович Ведущее предприятие - ООО «Институт Гипроникель».

Защита диссертации состоится 27 апреля 2010 г. в 13 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 26 марта 2010 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д-р техн. наук, профессор

Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

Актуальность работы.

Яковлевское железорудное месторождение относится к одному из крупнейших по запасам богатых высококачественных железных руд, имеющих высокое содержания железа.

Геологическое строение месторождения сложное. В висячем (восточном) борту рудного тела Яковлевской залежи отчётливо прослеживаются складчатые структуры с нарушением сплошности пород. Разрывные нарушения имеют сбросово-сдвиговый характер и формируют многочисленные зоны дробления. На юго-восточной части структура усложнена тектоническими нарушениями. Месторождение содержит различные типы руд и имеет породные включения.

Проходка горизонтальных горных выработок в зонах тектонических нарушений, а также на контактах руд различных типов на практике зачастую сопровождается вывалообразованиями и разрушением кровли выработок.

Анализ случаев вывалообразования и разрушений различных типов крепей, применяемых на Яковлевском месторождении в различных геологических условиях, показал, что эти явления особенно резко проявляются при проходке горных выработок по зонам нарушений и ослаблений и на контактах различных типов пород и руд.

Значительный вклад в исследование процесса деформирования и разрушения пород вокруг горных выработок в нарушенных зонах массива внесли: Баклашов И.В., Безродный К.П., Булычев Н.С., Ардашев К.А., Долгий И.Е., Картозия Б.А., Зубов В.П., Козырев A.A., Руппенейт К.В., Ковалев О.В., Огородников Ю.Н., Протосеня А.Г., Трушко B.JI., Фотиева H.H., Фролов Ю.С., Цимбаревич П.М., Кузнецов Г.Н., ИзаксонВ.Ю. и многие другие.

Однако, применительно к условиям Яковлевского рудника, не рассматривались вопросы прогнозирования параметров напряженно-деформированного состояния рудного массива и зон разрушения вокруг выработок на участках тектонических нарушений и ослаблений массива.

Цель диссертационной работы. Обеспечение устойчивости выработок в зонах ослаблений рудного массива в условиях Яковлевского рудника.

Идея работы: обеспечение устойчивости выработок в ослабленных зонах рудного массива должно базироваться на упрочнении массива и повышении несущей способности крепи с учетом закономерностей изменения смещений и напряжений вокруг горных выработок.

Основные задачи исследования:

• изучение особенностей строения и распределения зон неоднородностей в рудном массиве Яковлевского месторождения;

• проведение натурных наблюдений за проявлениями горного давления в выработках на участках тектонических нарушений и контактов руд и пород;

• разработка геомеханической модели деформирования ослабленного рудного массива вокруг горной выработки на протяженном участке и в забое;

• обоснование параметров крепей, обеспечивающих устойчивость горных выработок на участках ослаблений рудного массива.

Методы исследований.

Обследование выработок на участках тектонических нарушений и в зонах контакта руд и пород; натурные наблюдения за вывалообразованиями по трассе выработок; лабораторные испытания образцов руд и горных пород с целью определения прочностных и деформационных свойств; моделирование напряжённо-деформированного состояния ослабленного рудного массива вокруг горной выработки методом конечных элементов. Научная новизна работы: • Установлено, что в нетронутом неоднородном массиве до начала ведения горных работ в прослойках сланца вертикальные и горизонтальные напряжения больше на 25-^30%, а для включений гидрогематитовых руд - на

12-47% по сравнению со значениями этих напряжений в однородной железнослюдково-мартитовой руде. • Определено, что перед зоной ослабления коэффициент концентрации тангенциальных напряжений Кв в шелыге свода выработки вследствие ее проходки возрастает до 1,2; в зоне ослабления после проведения выработки Ка снижается до 0,8; за зоной ослабления Ка до и после проходки стремится к 1,0. При этом коэффициент концентрации тангенциальных напряжений Ка при угле встречи оси выработки с контактом зоны ослабления в 90° равен 1,2; с уменьшением угла встречи до 70° Ка возрастает до 1,4. Защищаемые научные положения;

1.При определении величины напряжений в нетронутом рудном массиве необходимо учитывать неоднородности рудного тела Яковлевского железорудного месторождения, а именно зоны тектонических нарушений, включения пород, контакты гидрогематитовых и железнослюдково-мартитовых руд.

2. Геомеханические модели неоднородного рудного массива, вмещающего горизонтальные горные выработки, кроме прочностных и деформационных характеристик рудного тела и напряженного состояния нетронутого массива, должны учитывать взаимное расположение выработки и тип неоднородности, а также их геометрические размеры.

3. Конфигурация и размеры области предельного состояния вокруг выработки при пересечении зоны ослабления должны определяться на основе решения пространственной упруго-пластической задачи с учетом этапов развития горнопроходческих работ.

Практическая значимость работы:

- разработана методика расчета нагрузок на крепь выработок в зонах ослаблений рудного тела;

- определены рациональные виды и параметры крепей для поддержания выработок, пройденных на участках неоднородностей рудного массива;

- разработана конструкция анкерной крепи для выработок, пройденных в зонах тектонических нарушений (заявка на патент

«Способ крепления горных выработок» №2009102759, приоритет от 28.01.2009); - разработана конструкция анкерной крепи, позволяющая устанавливать анкеры под разными углами к оси выработки (заявка на патент «Способ крепления горных выработок и устройство для его осуществления» № 2009102760, приоритет от 28.01.2009).

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций подтверждается значительным объемом экспериментальных натурных наблюдений за состоянием крепи и деформациями породного контура выработок, исследованием прочностных и деформационных характеристик руд и пород на уникальном прессовом оборудовании, моделированием напряженно-деформированного состояния массива вокруг выработок методом конечных элементов.

Апробация диссертации. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, 2009 г.); международной конференции "Проблемы подземного строительства в XXI веке" (Тульский государственный университет, Тула, 2008 г.); ежегодных конференциях молодых ученых и студентов СПГГИ (ТУ) им. Г.В. Плеханова «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербург, 2008-2009 г.) и научно-техническом совете СПГГИ (ТУ).

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований, участии в проведении натурных исследований, обработке полученных данных на ЭВМ, анализе натурных данных, создании конечно-элементных моделей для исследования особенностей формирования областей предельного состояния вокруг выработок на участках неоднородностей рудного тела, выполнении численных экспериментов и разработке практических рекомендаций.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 3 работы в изданиях, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 165 странице машинописного текста, содержит 5 глав,

введение и заключение, список использованной литературы из 82 наименования, 89 рисунка и 17 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 диссертационной работы выполнен анализ горногеологических и гидрогеологических условий Яковлевского железорудного месторождения, методов оценки устойчивости обнажений горных выработок на участках ослаблений. Сформулированы цель и задачи исследований.

В главе 2 приведена методика и выполнен анализ результатов определения прочностных и деформационных характеристик основных типов пород и руд, встречающихся при отработке Яковлевского месторождения. Испытания образцов горных пород выполнены при естественной влажности и при насыщении их водой.

В главе 3 приведены результаты натурных наблюдений за состоянием крепи и обнажений горизонтальных выработок, пройденных в зонах ослаблений рудного тела. Определены форма и геометрические размеры вывалообразований на участках тектонических нарушений и на контактах различных типов руд и пород.

В главе 4 выполнено моделирование напряженно-деформированного состояния неоднородного массива, нетронутого горными работами, методом конечных элементов. Выполнено обоснование и постановка пространственной задачи, учитывающей поэтапную проходку выработки в рудном массиве через зону ослабления. Определены параметры поля напряжений неоднородного массива до начала ведения горных работ. Выполнена оценка напряженно-деформированного состояния ослабленного рудного массива вокруг горной выработки на протяженном участке и в забое.

В главе 5 приведены результаты экспериментальных исследований за деформированием рудного массива вокруг выработки. Выполнено сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований. Обоснована методика расчета нагрузок на крепь выработок на участках ослаблений рудного тела. Даны рекомендации по выбору рациональных типов и параметров крепи, исходя из типов встречающихся неоднородностей.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. При определении величины напряжений в нетронутом рудном массиве необходимо учитывать неоднородности рудного тела Яковлевского железорудного месторождения, а именно зоны тектонических нарушений, включения пород, контакты гидрогематитовых и железнослюдково-мартитовыхруд.

Массив богатых железных руд (БЖР) в условиях естественного залегания характеризуется интенсивной трещиноватостыо различного генезиса, поскольку выветривания формировались по региональным тектоническим разломам северозападного направления, то соответственно Яковлевская рудная залежь попадают в зону развития активной тектонической трещиноватости. На Яковлевском месторождении установлено развитие ряда складчатых структур в палеозойском фундаменте, что обычно сопровождается разрушением сплошности пород. Такие складки довольно отчетливо прослеживаются в висячем (восточном) борту рудного тела.

Анализируя графические данные и информацию о особенностях строения и формирования богатых железных руд Яковлевского месторождения, можно выделить несколько наиболее характерных неоднородностей:

- тектонические нарушения;

- контакты руд различных типов;

- включения пород в рудный массив.

Данные неоднородности будут оказывать значительное влияние на величину напряжений в нетронутом рудном массиве, а также на напряженно-деформированное состояние пород вокруг выработок.

Для выявления закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния неоднородного массива разработана конечно-элементная модель прогноза распределения поля напряжений в рудном теле.

Расчетная схема конечно-элементной модели (рис. 1) представляет собой участок массива шириной 500 м и высотой 340 м. Расчет производился на собственный вес с учетом давления вышележащих пород Р=10МПа. По нижней грани моделируемого

8

участка запрещались перемещения по оси у, а по боковым граням - по оси х. Сетка конечных элементов разбивалась так, чтобы на границе контакта сред размер элементов был наименьшим, а на периферии - увеличивался. Массив моделировался изотропной линейно деформируемой средой. Модуль деформации железнослюдково-мартитовых руд

(Е=1300 МПа) отличается

от аналогичного модуля мартит-гидрогематитовои руды (Е=2900МПа) приблизительно в 2 раз. В таких рудах следует ожидать несколько большей концентрации напряжений, чем в БЖР. Еще ярче эта картина проявится при учете в расчетах наличия прослойков (межрудный сланец, кварцит), модуль деформации которых почти на порядок выше (Е=3000-11300 МПа) модуля деформации БЖР. Такие "жесткие" прослойки являются сильными концентраторами напряжений.

Анализ результатов расчетов показывает, что вертикальные напряжения при переходе из массива БЖР в массив мартит-гидрогематитовых руд возрастают на 15-20% (с 9,5-9,7 МПа до 12 МПа) на гор. -370 м; (с 10,2-10,4 МПа до 13,0-13,2 МПа) на гор.-425 м. Для горизонтальных напряжений увеличение происходит на 10-13% (с 3,2-3,3 МПа до 3,7-3,9 МПа) на гор. -370 м; (с 2,62,7 МПа до 3 МПа) на гор. - 425 м. На рис. 2 и 3 показана динамика изменения вертикальных и горизонтальных напряжений в неоднородном рудном массиве.

Массив мартит-гидрогематитовых руд, таким образом, является зоной повышенных напряжений по сравнению с массивом БЖР. Значительно резче эффект концентрации напряжений проявляется при появлении в массиве БЖР межрудного сланца.

Рис. 1. Расчетная схема конечно-элементной модели.

Сланец, как более "жесткий" материал, накапливает вертикальные напряжения до уровня 16 МПа на гор. -370 м; 14,2 МПа на гор. -425 м. В распределении горизонтальных напряжений присуща такая же картина, со значениями: 5,7 МПа на гор. -370 м; 5,3 МПа на

Расстояние по горизонтам, м Рис. 2. Распределение вертикальных напряжений в рудном теле (от лежачего к

висячему боку).

Расстояние по горизонтам, м

Рис. 3. Распределение горизонтальных напряжений в рудном теле (от лежачего к

висячему боку).

Если обратить внимание на эпюру распределения горизонтальных напряжений, хорошо видно, что лежачий бок разгружен, средняя величина напряжений составляет 2,3 МПа, что в 1,5-2 раза меньше, чем в висячем боку. Такая картина изменения

напряжений объясняется наличием справа мощной прослойки мартит-гвдрогематитовой руды с углом падения 65-70°, а слева массивом кварцита, которые служат защитным экраном, концентрируя в себе избытки напряжений.

Расчеты показали, что избыток напряжений переходит в прочные вмещающие породы и сравнимые с ними по крепости включения. В целом неоднородный массив характеризуется скачкообразным распределением напряжений, где пики напряжений приходятся на более "жесткие", в сравнении с БЖР, включения.

2. Геомеханические модели неоднородного рудного массива, вмещающего горизонтальные горные выработки, кроме прочностных и деформационных характеристик рудного тела и напряженного состояния нетронутого массива, должны учитывать взаимное расположение выработки и тип неоднородности, а также их геометрические размеры.

С целью изучения влияния нарушений на напряженно-деформированное состояние вокруг горизонтальной выработки моделировался неоднородный рудный массив, вмещающий одиночную выработку. Были построены объёмные конечно-элементные модели, предусматривающие проходку выработки, как по руде, так и по зоне ослабления.

Целью математического моделирования было изучение параметров напряженно-деформированного состояния во вмещающем массиве по характерным направлениям на контуре выработки, а также их изменения по мере проходки выработки.

Модель представляет собой участок рудного массива размером 50x80x40 м с выработкой сводчатого очертания, проведение которой осуществляется заходками по 2 м (рис. 4). Размеры модели подбирались, исходя из условия незначительности влияния граничных условий на картину распределения напряжений и деформаций. Зона ослабления является составной частью массива, но с другими деформационными свойствами. Модуль деформации рудного массива принят равным 1,3*103 МПа, в зоне ослабления -0,3*103 МПа. Коэффициент Пуассона принят 0,37.

В результате расчётов были получены картины распределения напряжений в массиве пород перед забоем выработки вдоль ее трассы по четырем направлениям: на уровне шелыги свода, пяты свода, середины бока выработки и по центру оси выработки.

Вертикальные напряжения по четырем направлениям в массиве пород до зоны ослабления и в зоне ослабления приведены на рис. 5 и рис. 6.

0 12 3 4

Расстояние, ЦИо

Рис. 5. Вертикальные напряжения в массиве пород впереди забоя перед ослаблением: 1 - в шелыге свода; 2 - в пяте свода; 3 - в середине бока; 4 - в центе

забоя. 12

Анализ распределения вертикальных напряжений в пяте свода и в середине бока выработки показывает, что они изменяются аналогичным образом на всём рассматриваемом расстоянии, незначительно отличаясь по величине, кроме участка ослабления.

В пяте свода перед забоем напряжения составляют о8= 12,28 МПа (рис. 5) и а„=9,4 МПа (рис. 6). По мере приближения к забою напряжения меняются незначительно и имеют местный минимум. На расстоянии 0,5Л0 от плоскости забоя они достигают значений ов=12,0МПа (рис. 5) и ав=8,22МПа, далее интенсивно возрастают и в плоскости забоя равны ав=14,6МПа (рис. 5) и ств=12,9 МПа (рис. 6).

В верхней части выработки (шелыге) перед забоем напряжения близки к нулевым. Далее напряжения увеличиваются, и на расстоянии 0,57?о от забоя скорость увеличения сжимающих напряжений резко возрастает, достигая максимума в плоскости забоя соответственно ов=14,5МПа (рис. 5) и оа=11,6 МПа (рис. 6). Для зоны ослабления характерен участок увеличения напряжений на расстоянии 0,5/?0 от плоскости забоя вглубь массива, где ов=9,42 МПа. Далее при удалении от забоя напряжения стремятся к фоновым значениям.

Вертикальные напряжения на уровне центра оси выработки в плоскости забоя равны с„=10,2МПа и ав=8,1 МПа. Далее, монотонно возрастают, достигая на расстоянии 0,9/?о от забоя максимума а„= 12,42 МПа и ов=9,78 МПа. На расстоянии 2,5Л0 от плоскости забоя они стремятся к фоновым напряжениям.

В ходе анализа закономерностей распределения напряжений вокруг выработки были выявлены характер изменения и численные

0 12 3 4

Расстояние, 1Жо Рис. 6. Вертикальные напряжения в массиве пород впереди забоя на участке ослабления: 1 - в шелыге свода; 2 - в пяте свода; 3 - в середине бока; 4 - в центе забоя.

значения коэффициентов концентрации напряжений в середине бока и в своде выработки вдоль ее трассы.

На рис. 7 приведено изменение коэффициента концентрации горизонтальных напряжений в своде выработки.

За 5 м до зоны ослабления средние значения равны АщН.О и 1,2; соответственно для нетронутого массива и после проходки выработки. При входе в зону ослабления происходит резкий спад кт до значения 0,65. В зоне ослабления коэффициенты концентрации мало изменяются и в среднем равны кт=0,7 и 0,8. На границе зоны ослабления с рудным массивом происходит скачок до значений £ох=1,4 и 1,1 соответственно. В нетронутом массиве через 1,5 м после контакта коэффициент концентрации снижается до /гох=0,9; а затем происходит более плавное увеличение значений до уровня фоновых напряжений.

Установлено, что на участках до 4 м, примыкающих с обеих сторон зоны ослабления, происходит существенное изменение напряжений на контуре выработки. Также установлен характер распределения смещений на этом участке, поэтому при выборе параметров крепи необходимо учитывать наличие ослаблений и контактов в рудном массиве и расстояние до этих зон.

3. Конфигурация и размеры области предельного состояния вокруг выработки при пересечении зоны ослабления должны определяться на основе решения пространственной упруго-пластической задачи с учетом этапов развития горнопроходческих работ.

Расстояние по трассе выработки, м

Рис. 7. Коэффициент концентрации горизонтальных напряжений по трассе выработки: 1 - до проходки; 2 - после проходки.

Сравнение развития деформации массива вокруг выработки, измеренных в натурных условиях, с деформациями, полученными в результате конечно-элементного моделирования, показывает их согласие (табл. 1).

Таблица 1

Экспериментальные и расчетные данные деформирования массива

железно-слюдковой мартитовой руды вокруг выработки.

Параметры Экспериментальные Расчетные

Площадь сечения в свету/ в проходке, м2 11,2/14,3 11,2/14,3

Размеры зоны деформации вокруг выработки, м лежачий бок кровля висячий бок 2,6-2,7 2,3-2,6

2,2-2,4 2,0-2,2

2,8-3,0 2,3-2,6

Для выявления параметров области разрушения массива вокруг выработки было произведено обследование и анализ вывалообразований, произошедших в период проведения горных выработок.

Рис. 8 Схема вывалообразования в откаточном орте №7, горизонт -425м.

15

На рис. 8. приведена схема вывалообразования в рыхлых рудах на участке с тектоническим нарушением, представленным трещинами северо-западного простирания с углом падения 70°. Наибольшая высота свода обрушения от уровня крепи составляет 4,0 м, протяженность вывала равна 3,5 м.

Анализ натурных данных позволил установить, что в зонах ослаблений основные разрушения массива происходят в кровле с незначительным переходом в бока выработки.

На рис. 9 приведена пространственная конфигурация области предельного состояния вокруг орта сводчатой формы, при пересечении крутопадающего ослабления, полученного из решения пространственной упруго-пластической задачи.

Однородный рудный массив

3.8м(1,8ру

Зона ослабления

2,1м (1,Ору

3,0м (1.4ВУ

3,0м (1,4»у

V14-3

2.3м(1,11у

2,3м (1

V14-3

Рис. 9. Пространственная конфигурация области предельного состояния в кровле и боках выработки при пересечении зоны ослабления: 1 - в однородном рудном массиве; 2 - в переходной зоне; 3 - в зоне ослабления. 16

Активный рост размеров области предельного состояния начинается за 4 м до нарушения. На сечении №1 представлена область предельного состояния вокруг выработки, пройденной по однородному рудному массиву. В зоне ослабления (сечение №3) наблюдается наибольший рост области предельного состояния в сводовой части выработки, которая достигает значений 3,8 м, что на 0,8 м больше, чем в сечении №2. В боку этот рост менее активен -3,0 м, что на 0,2 м больше по сравнению с предыдущим сечением.

На основе решения пространственной задачи была построена зависимость отношения высоты свода обрушения Ис к ширине выработки В и вертикальной нагрузки на крепь Р от расположения зоны ослабления по трассе выработки (рис. 10). Из графика видно, что максимальная величина 11,/В и Р находятся в зоне ослабления, а также на контакте под углом 70° к оси выработки при выходе из этой зоны. Перед зоной ослабления интенсивный рост Л</2? начинается за 4 м и протекает линейно вплоть до границы с ней. При пересечении контакта, расположенного под углом 70° к оси выработки,}г/В от значения 0,95 уменьшается до 0,49 на расстоянии 3,5 м от границы с зоной ослабления.

Кош а кг под углом 90й Конгакг по« у том 70°

Расстояние по трассе выработки, м

Рис. 10. Зависимость отношения высоты свода обрушения к ширине выработки от расположения зоны ослабления по трассе выработки.

С использованием представленной на рис. 10 зависимости, выполнены расчеты параметров крепи выработок в рудном массиве Яковлевского месторождения. Установлено, что для обеспечения устойчивости ортов в зонах ослабления достаточно использовать крепь КМП-АЗ из СВП-27 с шагом арок 0,5 м, а на переходных участках протяженностью 4 м до и после ослабления - с переменным шагом арок от 0,5 м до 1,0 м.

На участках контактов различных типов руд и пород предлагается опережающая крепь с закладными анкерами в кровле, в комбинации с поддерживающей металлической арочной податливой крепью типа КМП-АЗ из СВП-22 с шагом арок от 0,75 м до 1,0 м.

На участках тектонических нарушений предлагается анкерная крепь с подхватами и металлической сеткой по кровле и бокам выработки и крепь КМП-АЗ из СВП-27 с шагом арок от 0,5 м до 0,75 м. На участках значительного водопритока необходимо использовать опережающую крепь с закладными анкерами в кровле выработки и крепь КМП-АЗ из СВП-27 с шагом арок 0,5 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной задачи геомеханического обоснования устойчивости горизонтальных выработок в зонах ослаблений рудного массива, имеющей большое значение для горнорудной промышленности.

Основные результаты выполненных исследований:

1. Рудная залежь характеризуется сложным строением, характерной особенностью которого является чередование руд, имеющих различный минеральный состав и сложную пространственную геометрию. Выделяются несколько наиболее характерных неоднородностей: тектонические нарушения; контакты руд различных типов (железнослюдково-мартитовые и мартит-гидрогематитовые руды) и включения пород (межрудный сланец, кварцит) в рудный массив. Указанные неоднородности оказывают влияние на распределение напряжений в нетронутом рудном массиве и вокруг выработок.

2. Разработана пространственная геомеханическая модель прогноза напряжённо-деформированного состояния неоднородного массива при проведении горной выработки, учитывающая прочностные и деформационные характеристики рудного тела, напряженное состояние нетронутого массива, взаимное расположение выработки и зоны ослабления, а также их геометрические размеры.

3. Установлены закономерности изменения и численные значения коэффициентов концентрации напряжений на контуре выработки вдоль ее трассы. Перед зоной ослабления коэффициент концентрации тангенциальных напряжений К0 в шелыге свода выработки, вследствие ее проходки, возрастает до 1,2; в зоне ослабления после проведения выработки Ка снижается до 0,8; за зоной ослабления Ка до и после проходки стремится к 1,0. Коэффициент концентрации тангенциальных напряжений Ка при угле встречи оси выработки с контактом зоны ослабления в 90° равен 1,2; с уменьшением угла встречи до 70° Кс возрастает до 1,4.

4. На основе решения пространственной упруго-пластической задачи установлены особенности деформирования и зависимости смещений рудного массива вокруг горной выработки при пересечении зоны ослабления. Активный рост размеров области предельного состояния начинается за 4 м до нарушения. Наибольшие размеры области предельного состояния наблюдаются в сводовой части выработки в зоне ослабления и их величина по сравнению со значениями в однородном рудном массиве больше в 1,8 раза.

5. Получены зависимости для определения высоты свода обрушения с учетом проходки выработки через зону ослабления, предложен метод расчета величины вертикальной нагрузки на поддерживающую крепь в зоне ослабления, основанный на натурных наблюдениях за вывалообразованием и результатах моделирования с использованием пространственной упруго-пластической модели.

6. Разработаны рекомендации по выбору параметров поддерживающих крепей для обеспечения устойчивости горизонтальных выработок в зонах ослаблений, на контактах руд и пород различных типов и на участках тектонических нарушений.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Попов М.Г. Исследование напряженно-деформируемого состояния пород вокруг выработки в массиве с тектоническим нарушением // Освоение минеральных ресурсов севера: проблемы и решения: Труды б-ой Межрегиональной научно-практической конференции 9-11 апреля 2008 г., Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», Воркута 2008 г., Т.1, с. 67-70;

2. Попов М.Г. Оценка полей напряжений в неоднородном массиве вокруг выработки при штрековой и ортовой подготовке / Петров Д.Н., Попов М.Г.// Известия Тульского государственного университета. Естественные науки, серия: «Науки о Земле», Тула 2008 г., выпуск 3, с. 111-113;

3. Попов М.Г. Исследование напряженно-деформируемого состояния вокруг выработки в неоднородном массиве // Освоение минеральных ресурсов севера: проблемы и решения: Труды 7-ой Межрегиональной научно-практической конференции 8-10 апреля 2009 г., Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт», Воркута 2009 г., Т.1, с. 146-150;

4. Попов М.Г. Исследование устойчивости горных выработок при проходке в условиях Яковлевского рудника И Известия Тульского государственного университета. Естественные науки, серия: «Науки о Земле», Тула 2009 г., выпуск 4, с. 149-152;

5. Попов М.Г. Оценка напряженного состояния нетронутого горными работами неоднородного рудного массива / Протосеня А.Г., Попов М.Г.// Известия высших учебных заведений. Горный журнал, Екатеринбург 2009 г., №6, с. 36-40.

РИЦ СПГГИ. 12.03.2010.3.127. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Попов, Михаил Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Горногеологические и гидрогеологические условия Яковлевского месторождения.

1.2. Физико-механические свойства руд и вмещающих пород.

1.3. Анализ методов оценки устойчивости горизонтальных выработок и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ РУД

И ГОРНЫХ ПОРОД.

2.1 Методика экспериментальных исследований.

2.2. Методика обработки результатов исследований.

2.3 Результаты экспериментальных определений прочностных и деформационных характеристик горных пород.

Выводы.

ГЛАВА 3. НАТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ

ВЫРАБОТОК В ЗОНАХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ.

3.1 Оценка неоднородностей рудного тела.

3.2 Наблюдение за вывалообразованием.

3.3 Анализ устойчивости горных выработок при проходке.

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО

ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НЕОДНОРОДНОГО РУДНОГО МАССИВА ДО И ПОСЛЕ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ.

4.1 Моделирование напряженно-деформированного состояния неоднородного массив до начала ведения горных работ.

4.1.1. Постановка задачи.

4.1.2. Результаты численного моделирования.

4.2 Модели распределения напряжений вокруг выработки в массиве с тектоническими нарушениями.

4.2.1. Постановка задачи.

4.2.2. Результаты моделирования НДС массива вокруг выработки, пройденной со стороны лежачего бока включения (выработка №1).

4.2.3. Результаты моделирования НДС массива вокруг выработки, пройденной со стороны висячего бока включения (выработка №2).

4.3. Моделирование напряжённо-деформированного состояния вокруг выработки, пересекающей зону ослабления

4.3.1. Постановка задачи.

4.3.2. Анализ результатов расчёта напряжённо-деформированного состояния массива.

4.3.3. Анализ результатов расчёта напряжений и смещений.

ГЛАВА 5. СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТНЫХ И

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ ВЫРАБОТОК.

5.1. Экспериментальные исследования за смещением вмещающих выработки пород.

5.2. Сравнение результатов расчетных и экспериментальных исследований.

5.3. Исследование характера формирования области предельного состояния вокруг выработки.

5.4. Расчет параметров поддерживающей крепи горизонтальных выработок в зонах ослаблений рудного массива.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Прогноз устойчивости горизонтальных выработок в зонах ослаблений рудного массива"

Актуальность работы.

Яковлевское железорудное месторождение относится к одному из крупнейших по запасам богатых высококачественных железных руд, имеющих высокое содержания железа.

Геологическое строение месторождения сложное. В висячем (восточном) борту рудного тела Яковлевской залежи отчётливо прослеживаются складчатые структуры с нарушением сплошности пород. Разрывные нарушения имеют сбросово-сдвиговый характер и формируют многочисленные зоны дробления. На юго-восточной части структура усложнена тектоническими нарушениями. Месторождение содержит различные типы руд и имеет породные включения.

Проходка горизонтальных горных выработок в зонах тектонических нарушений, а также на контактах руд различных типов на практике зачастую сопровождается вывалообразованиями и разрушением кровли выработок.

Анализ случаев вывалообразования и разрушений различных типов крепей, применяемых на Яковлевском месторождении в различных геологических условиях, показал, что эти явления особенно резко проявляются при проходке горных выработок по зонам нарушений и ослаблений и на контактах различных типов пород и руд.

В этой связи прогнозирование параметров напряженно-деформированного состояния рудного массива и зон разрушения вокруг выработок на участках тектонических нарушений и ослаблений массива является актуальной задачей.

Значительный вклад в исследование процесса деформирования и разрушения пород вокруг горных выработок в нарушенных зонах массива внесли: Баклашов И.В., Безродный К.П., Булычев Н.С., Ардашев К.А., Долгий И.Е., Картозия Б.А., Зубов В.П., Козырев А.А., Руппенейт К.В., Ковалев О.В., Огородников Ю.Н., Протосеня А.Г., Трушко В.Л., Фотиева Н.Н.,

Фролов Ю.С., Цимбаревич П.М., Кузнецов Г.Н., Изаксон В.Ю. и многие другие.

Цель работы: обеспечение устойчивости выработок в зонах ослаблений рудного массива.

Идея работы; выбор способов обеспечения устойчивости выработок в ослабленных зонах рудного массива должен базироваться на упрочнении массива и повышении несущей способности крепи с учетом закономерностей изменения смещений и напряжений вокруг горных выработок.

Основные задачи исследования:

- изучение особенностей строения и распределения зон неоднородностей в рудном массиве Яковлевского месторождения;

- проведение натурных наблюдений за проявлениями горного давления в выработках на участках тектонических нарушений и контактов руд и пород;

- разработка геомеханической модели деформирования ослабленного рудного массива вокруг горной выработки на протяженном участке и в забое;

- обоснование параметров крепей, обеспечивающих устойчивость горных выработок на участках ослаблений рудного массива.

Методы исследований.

Обследование выработок на участках тектонических нарушений и в зонах контакта руд и пород; натурные наблюдения за вывалообразованиями по трассе выработок; лабораторные испытания образцов руд и горных пород с целью определения прочностных и деформационных свойств; моделирование напряжённо-деформированного состояния ослабленного рудного массива вокруг горной выработки методом конечных элементов.

Научная новизна работы:

- В нетронутом неоднородном массиве до начала ведения горных работ в прослойках сланца вертикальные и горизонтальные напряжения больше на

25-К30%, для включений гидрогематитовых руд — на 12-47% по сравнению со значениями этих напряжений в однородной железнослюдково-мартитовой руде.

- Перед зоной ослабления коэффициент концентрации тангенциальных напряжений Ка в шелыге свода выработки вследствие ее проходки возрастает до 1,2; в зоне ослабления после проведения выработки Ка снижается до 0,8; за зоной ослабления Ка до и после проходки стремится к 1,0.

Коэффициент концентрации тангенциальных напряжений К0 при угле встречи оси выработки с контактом зоны ослабления в 90° равен 1,2; с уменьшением угла встречи до 70° Ка возрастает до 1,4.

Защищаемые научные положения:

1. При определении величины напряжений в нетронутом рудном массиве необходимо учитывать неоднородности рудного тела Яковлевского железорудного месторождения, а именно зоны тектонических нарушений, включения пород, контакты гидрогематитовых и железнослюдково-мартитовых РУД

2. Геомеханические модели неоднородного рудного массива, вмещающего горизонтальные горные выработки, кроме прочностных и деформационных характеристик рудного тела и напряженного состояния нетронутого массива, должны учитывать взаимное расположение выработки и тип неоднородности, а также их геометрические размеры.

3. Конфигурация и размеры области предельного состояния вокруг выработки при пересечении зоны ослабления должны определяться на основе решения пространственной упруго-пластической задачи, с учетом этапов развития горнопроходческих работ.

Практическая значимость работы:

- разработана методика расчета нагрузок на крепь выработок в зонах ослаблений рудного тела;

- определены рациональные виды и параметры крепей для поддержания выработок, пройденных на участках неоднородностей рудного массива;

- разработана конструкция анкерной крепи для выработок, пройденных в зонах тектонических нарушений (заявка на патент «Способ крепления горных выработок» № 2009102759, приоритет от 28.01.2009);

- разработана конструкция анкерной крепи, позволяющая устанавливать анкеры под разными углами к оси выработки (заявка на патент «Способ крепления горных выработок и устройство для его осуществления» № 2009102760, приоритет от 28.01.2009).

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций подтверждается значительным объемом экспериментальных натурных наблюдений за состоянием крепи и деформациями породного контура выработок, исследованием прочностных и деформационных характеристик руд и пород на уникальном прессовом оборудовании, моделированием напряженно-деформированного состояния массива вокруг выработок методом конечных элементов.

Апробация диссертации:

Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, 2009 г.); международной конференции "Проблемы подземного строительства в XXI веке" (Тульский государственный университет, Тула, 2008 г.); ежегодных конференциях молодых ученых и студентов СПГГИ (ТУ) ми. Г.В. Плеханова «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербург, 2008-2009 г.) и научно-техническом совете СПГГИ (ТУ).

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований, участии в проведении натурных исследований, обработке полученных данных на ЭВМ, анализе натурных данных, создании конечно-элементных моделей для исследования особенностей формирования областей предельного состояния вокруг выработок на участках неоднородностей рудного тела, выполнении численных экспериментов и разработке практических рекомендаций.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 3 работа в изданиях, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 5 глав, введение и заключение, список использованной литературы из 82 наименований, 89 рисунков и 17 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Попов, Михаил Григорьевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной задачи геомеханического обоснования устойчивости горизонтальных выработок в зонах ослаблений рудного массива, имеющей большое значение для горнорудной промышленности.

1. Рудная залежь характеризуется сложным строением, характерной особенностью которого является чередование руд, имеющих различный минеральный состав и сложную пространственную геометрию. Выделяются несколько наиболее характерных неоднородностей: тектонические нарушения; контакты руд различных типов (железнослюдково-мартитовые и мартит-гидрогематитовые руды) и включения пород (межрудный сланец, кварцит) в рудный массив. Указанные неоднородности оказывают влияние на распределение напряжений в нетронутом рудном массиве и вокруг выработок.

2. Разработана пространственная геомеханическая модель прогноза напряжённо-деформированного состояния неоднородного массива при проведении горной выработки, учитывающая прочностные и деформационные характеристики рудного тела, напряженное состояние нетронутого массива, взаимное расположение выработки и зоны ослабления, а также их геометрические размеры.

3. Установлены закономерности изменения и численные значения коэффициентов концентрации напряжений на контуре выработки вдоль ее трассы. Перед зоной ослабления коэффициент концентрации тангенциальных напряжений Ка в шелыге свода выработки, вследствие ее проходки, возрастает до 1,2; в зоне ослабления после проведения выработки Ка снижается до 0,8; за зоной ослабления Ка до и после проходки стремится к 1,0. Коэффициент концентрации тангенциальных напряжений Ка при угле встречи оси выработки с контактом зоны ослабления в 90° равен 1,2; с уменьшением угла встречи до 70° Ка возрастает до 1,4.

4. На основе решения пространственной упруго-пластической задачи установлены особенности деформирования и зависимости смещений рудного массива вокруг горной выработки при пересечении зоны ослабления. Активный рост размеров области предельного состояния начинается за 4 м до нарушения. Наибольшие размеры области предельного состояния наблюдаются в сводовой части выработки в зоне ослабления и их величина по сравнению со значениями в однородном рудном массиве больше в 1,8 раза.

5. Получены зависимости для определения высоты свода обрушения с учетом проходки выработки через зону ослабления, предложен метод расчета величины вертикальной нагрузки на поддерживающую крепь в зоне ослабления, основанный на натурных наблюдениях за вывалообразованием и результатах моделирования с использованием пространственной упруго-пластической модели.

6. Разработаны рекомендации по выбору безопасных параметров поддерживающих крепей для обеспечения устойчивости горизонтальных выработок в зонах ослаблений, на контактах руд и пород различных типов и на участках тектонических нарушений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Попов, Михаил Григорьевич, Санкт-Петербург

1. Геологическая изученность СССР. Т. 9. Белгородская, Брянская, Воронежская, Курская, Липецкая, Орловская, Тамбовская области период 19661970. вып.1. Отв. ред. Ассовский А.Н.; АН СССР. Мин-во геологии РСФСР -Москва: Недра, 1976, 502 с.

2. Геология, гидрогеология и железные руды Курской магнитной аномалии. Изд. Недра, Том I — М., 1970; Том II — М., 1972; Том III — М., 1969

3. Железисто-кремнистые формации докембрия Европейской части СССР. Минералогия. Наукова Думка, Киев, 1989.

4. Железорудные формации докембрия КМА и их перспективная оценка на железную руду. Изд. Недра, М., 1989.

5. Чайкин С.И. Микроэлементы и некоторые особенности их расположения в богатых железных рудах и железистых кварцитах Яковлевского месторождения КМА. В кн.: Кора выветривания, вып. 16, Изд. Наука, М., 1978.

6. Чайкин С.И. О связи морфологии рудной залежи богатых руд Яковлевского месторождения КМА с особенностями его структуры. Геология рудных месторождений, 1974 №3. с. 73-79.

7. Чайкин С.И. Типы текстур железистых кварцитов КМА, характер изменения в разрезе и по формационному профилю. Геология рудных месторождений, Т XXI, 5, сентябрь—октябрь, Изд. Наука, М., 1979

8. Кремлев Е.А. О формировании богатых железных руд Яковлевского месторождения КМА. Изв. вузов. Геология и разведка, 1967, №8, стр.64-73.

9. Формозова JI.H. Формационные типы железных руд докембрия и их эволюция. Изд. Недра, М., 1973.

10. Чайкин С.И., Саар А.А. и др. Отчет о геолого-разведочных и поисковых работах на Яковлевском железорудном месторождении КМА по состоянию на 1 октября 1958, кн.1 и 2.

11. Лазаренко Н.И., Лазаренко Ю.Н. Вертикальная зональность гипергенных железных руд на Яковлевском месторождении в Белгородском районе КМА. Изв. вузов. Геология и разведка, 1966, №1, стр.54-62.

12. Исследование и прогноз инженерно-геологических условий участка первоочередной отработки богатых руд Яковлевского месторождения на стадии доразведки. Отчет по НИР, ВИОГЕМ, Белгород, 1985, 145 с. Рук. В.А. Котов.

13. Информационный отчет на тему: «Богатые железные руды Яковлевского месторождения КМА: условия залегания, генезис, минеральный состав, текстуры, физико-механические свойства». СПГГИ (ТУ). Руководитель проф. Дашко Р.Э., С.-Пб. 1998 г.

14. Дашко Р.Э Инженерно-геологическая характеристика и оценка богатых железных руд Яковлевского рудника. Записки горного института, т. 168, С-Пб., 2006г.

15. Цытович Н.А. Механика грунтов М.: Высшая школа, 1968. -258с.

16. Косте Ж., Санглера Г. Механика грунтов. М., Стройиздат, 1981.454с.

17. Флорин В.А. Основы механики грунтов. М., 1959, 1961, т. I.

18. Hoke Е. Rock engineering, p. 350.

19. Фисенко Г. Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М., "Недра", 1976.- 272 с.

20. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М., Недра, 1982,270 с.

21. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений: Учеб. Для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1994.-382 с.

22. Ильнитская Е.И., Тедер Р.И., Ватолин Е.С., Кунтыш Е.Ф. Свойства горных пород и методы их определения. М., Недра, 1969. — 392 с.

23. Крупенников Г. А. Комплексное исследование взаимодействия крепей подземных выработок с горными массивами. Доклад о содержании опубликованных научных работ. Л., 1962 г.

24. Потемкин Д.А., Плащинский В.Ф. Параметры поля напряжений в рудно-кристаллическом массиве до начала ведения горных работ. Записки горного института, т. 168, С-Пб., 2006г.

25. Сажин B.C. Определение области неупругих деформаций с учетом изменения сцепления породы. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 6, 1976, С.93-95.

26. Бурштейн Л.С. Теория упругости, пластичности и ползучести в горном деле. Учебное пособие. Часть 2. Л.: ЛГИ, 1977.-81 с.

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

28. Потапенко В.А., Казанский Ю.В. и др. Проведение и поддержание выработок в неустойчивых породах. М.: Недра, 1990, - 336 с.

29. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. -М.: Недра, 1985.-272с.

30. Протосеня А.Г., Ставрогин А.Н. Определение напряженно-деформированного состояния массива вокруг выработок на основе теории пластичности горных пород с дилатансией. / сб. Устойчивость и крепление горных выработок, ЛГИ, Л. 1978. С. 82-84.

31. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Механика деформирования и разрушения горных пород М.: Недра, 1992, - 224 с.

32. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. М., "Недра", 1979.- 301 с.

33. Протосеня А.Г. О постановке задач по расчету нагрузок на капитальные выработоки и тоннели. // Устойчивость и крепление горных выработок. Крепление и поддержание горных выработок. / Санкт-Петербургский горный институт. С-Пб, 1992. С.4-8.

34. Тимофеев О.В. Методика расчета параметров штанговой крепи при упруго-пластической деформации массива пород// Устойчивость и крепление горных выработок. Л., 1974.

35. Фотиева Н.Н., Булычев Н.С. Обработка результатов натурных исследований давления пород на крепь и расчет крепи по измеренным нагрузкам. // Межвузовский сборник Устойчивость и крепление горных выработок, вып.5, Л., изд.ЛГИ, 1978. С. 100-104.

36. Трушко В.Л. Протосеня А.Г. Плащинский В.Ф. Оценка устойчивости обнажений и расчет нагрузок на крепь Яковлевского рудника. Записки горного института, т. 168, С-Пб., 2006 г.

37. Долгий И.Е., Протосеня А.Г., Силантьев А. А. Определение смещения контура горных выработок в условиях активного проявления горного давления // Устойчивость и крепление горных выработок// межвузовский сборник Санкт-Петербург 1999г.

38. Отчет по договору №7/2004 "Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию Яковлевского рудника". Санкт-Петербург, 2004.

39. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. — М.: Недра, 1984. 232 с.

40. Бокий Б.В., Зимина Е.А., Смирняков В.В., Тимофеев О.В. Проведение и крепление горных выработок. — М.: Госгортехиздат, 1963, 558 с.

41. Ставрогин А.Н., Тарасов Б.Г. и др. Прочность и деформация горных пород в допредельной и запредельной областях. ФТПРПИ, 1981, №6, с. 2-11.

42. Мирзаев Г.Г., Протосеня А.Г., Огородников Ю.Н., Вхарев В.И. Крепь горных выработок глубоких рудников. М.: Недра, 1984, - 252 с.

43. Изучение напряжённого состояния и устойчивости руд на участке первоочередной отработки Яковлевского рудника. Отчёт по НИР. Белгород: ВИОГЕМ, 2002.

44. Ставрогин А.Н., Тарасов Б.Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. СПб., Недра, 2001г.-343 с.

45. Проведение экспертизы о склонности рудного массива и вмещающих пород Яковлевского рудника к горным ударам в интервалеотметок-395 м -500м. Договор Д-79, ВНИМИ, 57 с. СПб, 1995 г., рук. Филинков А.А.

46. Галлагер Р. Метод конечных элементов: Основы. — М.: Мир, 1984,428с.

47. Трушко B.JL, Протосеня А.Г., Матвеев П.Ф., Совмен Х.М. Геомеханика массивов и динамика выработок глубоких рудников. Санкт-Петербургский горный институт. СПб, 2000.-396с.

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

49. Протосеня А.Г. Прогнозирование перемещений массива вокруг горных выработок с учетом разрыхления пород в пластической зоне. — Шахтное строительство, 1977, №7, с. 17-19.

50. Глушко В.Т. Разрушение горных пород и прогнозирование проявлений горного давления. М.: Недра, 1982, - 192 с.

51. ABAQUS Online Manuals. Release 6.6. User Programmable Features.

52. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред — М.гНедра, 1974. — 240 с.

53. G. Borm Computer Aided statics of underground openings in squeezing rock. Mining Science & Technology, 1987. p. 668-674.

54. Розин JI.A. Задачи теории упругости и численные методы их исследований СПб.; Изд-во СПбГТУ, 1998. 532 с.

55. Пахалуев В.Ф., Огородников Ю.Н., Зыков Д.Б., Максимов А.Б. Деформации рудного обнажения за крепью КМП-АЗ. Записки горного института. СПГГИ(ТУ), СПб, 2006 г. Т 168,. С. 175-180.

56. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. — М.: Недра, 1987г.-224 с.

57. Д.Норри, Ж. де Фриз Введение в метод конечных элементов. М.: Мир, 1981.-304 с.

58. Матвеев А.В., Луговской Ю.Н., Очкуров В.И., Максимов А.Б. Рациональные параметры поддерживающей крепи горизонтальных выработок. Записки горного института. СПГГЩТУ), СПб, 2006 г. Т 168,. С. 191-195.

59. Функциональный анализ и его приложения в механике сплошной среды. Учебное пособие М.: Вузовская книга, 2000 - 320 с.

60. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. -М.: Наука., 1980 -256 с.

61. Потемкин Д.А. Закономерности формирования свода смещений при слоевой отработке рудных месторождений. Записки горного института, т.156, С-Пб., 2004.

62. Кузьмин Е.В. Упрочнение горных пород при подземной добыче руд. М.: Недра, 1991. 253 с.

63. Навасардов М.А. К вопросу о податливой забутовке закрепных пустот капитальных выработок глубоких горизонтов // Физика и разрушение горных пород. 1983, № 1 - с. 67-72.

64. Протосеня А.Г., Лебедев М.О. Постановка задач по расчету напряженного состояния около выработок // Межвузовский сборник научных трудов "Устойчивость и крепление горных выработок". С-Пб, СПГГИ, 1999. С. 115-118.

65. Отчет по договору №6/2003 "Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию Яковлевского рудника". Санкт-Петербург, 2003.

66. Протосеня А.Г. Прогнозирование перемещений массива вокруг горных выработок с учетом разрыхления пород в пластической зоне. — Шахтное строительство, 1977, №7, с. 17-19.

67. Потапенко В.А., Казанский Ю.В. и др. Проведение и поддержание выработок в неустойчивых породах. М.: Недра, 1990, — 336с.

68. Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи./ ВНИМИ, ВНИИОМШС Минуглепрома СССР. М., Стройиздат, 1983 г.

69. Заславский Ю.З., Мостков В.М. Крепление подземных сооружений.- М.: Недра, 1979 г.

70. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. — М.: Недра, 1992 — 543 с.

71. Инструкция по выбору рамной металлической податливой крепи горных выработок. МЧП СССР, институт ВНИМИ, Л., 1986.

72. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. Справочник (В.Н. Каретников, В.Б. Клейменов, А.Г. Нуждихин). М., Недра,1989.

73. Кодолба Н.Н., Субботин В.М., Нелаев В.А., Лябак А.И., Журин С.Н., Жидков А.А. Технические решения по строительству рудника. Горный журнал. № 1-2, 1996.

74. Технологический регламент на упрочнение неустойчивого массива и крепление горных выработок Яковлевского рудника. ВИОГЕМ, Белгород,1990, 150 с. Рук. работы Логачев Н.Т.

75. Булычев Н.С., Амусин Б.З., Оловянный А.Г. Расчет крепи капитальных горных выработок. М. Недра, 1974 г.

76. Розин Л.А. Задачи теории упругости и численные методы их исследований СПб.; Изд-во СПбГТУ, 1998, - 532 с.

77. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. — М.: Недра, 1992 — 543 с.

78. Теоретическое и экспериментальное моделирование геомеханических процессов в массиве горных пород с целью освоения уникальных рудных месторождений в сложных горно-геологических и гидрогеологических условиях. Отчёт по НИР. — СПб: СПГГИ(ТУ), 2007.

79. Устойчивость и крепление горных выработок. Крепление и поддержание горных выработок в сложных горно-геологических условиях: Межвуз. сб. науч. тр. СПб.: СПГГИ, 1994. - 145 с.

80. Выбор крепи горных выработок в удароопасных породах. Лудзиш B.C., Егоров П.В., Шевелев Ю.А. // Безопасность труда в промышленности. -1986.-№ 1, с. 40-42.

81. Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок. Изд. 2-е, перераб. и доп. СПб, 1991 г.

82. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом. М. 2003 г.