Прогнозирование газодинамических явлений при разведке и разработке сильвинитовых пластов

Иванов, Олег Васильевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Прогнозирование газодинамических явлений при разведке и разработке сильвинитовых пластов
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Прогнозирование газодинамических явлений при разведке и разработке сильвинитовых пластов"

На правах рукописи

Прогнозирование газодинамических явлений при разведке и разработке сильвинитовых пластов (на примере Верхнекамского месторождения калийных солей)

Специальность 25.00.20 Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь - 2005

Работа выполнена в Горном институте Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель: доктор технических наук Андрейко С.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Земсков А.Н.

кандидат технических наук Бей М.М.

Ведущая организация: Пермский государственный технический университет

Защита состоится " " О 6 2005 г. в / ^ часов на заседании диссертационного совета Д 004.026.01 при Горном институте УрО РАН по адресу: 614007, г.Пермь, ул.Сибирская, 78а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Горного института УрО РАН.

Автореферат разослан " IЬ " РЬ 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Бачурин Б.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Разработка сильвинитовых пластов Верхнекамского месторождения калийных солей существенно осложняется газодинамическими явлениями (ГДЯ), которые в большинстве случаев наносят значительный материальный ущерб калийным предприятиям и представляют реальную угрозу жизни горнорабочих. В решение задач прогноза и предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках внесли вклад многие известные исследователи. Внедрение результатов их исследований в практику ведения горных работ позволило сократить число ГДЯ в калийных рудниках. Однако проблема газодинамических явлений по-прежнему остается весьма актуальной. В настоящее время применяемые на практике методы прогнозирования зон, опасных по ГДЯ, используют малое количество анализируемых параметров и, зачастую, завышают вероятность возникновения ГДЯ, что приводит к необоснованному отнесению до 80% площадей шахтных полей к зонам, опасным по ГДЯ. Для повышения точности прогноза требуется дальнейшее совершенствование существующих и разработка новых методов прогнозирования зон, опасных по ГДЯ, на сильвинитовых пластах Верхнекамского месторождения.

Современный уровень развития вычислительной техники и программного обеспечения позволяет за короткие сроки на основе пространственно ориентированных баз данных получать достаточно достоверные геостатистические модели шахтных полей, проводить многовариантные расчеты математических моделей с использованием различных статистических процедур. Применение накопленного опыта построения математических моделей методов прогнозирования газодинамических явлений и современного программно-технического аппарата позволяет получать адекватные реальным условиям математические модели прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям.

Цель работы - разработка методов прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, при разведке и разработке сильвинитовых пластов Верхнекамского месторождения калийных солей.

Основная идея диссертационной работы - прогнозирование зон, опасных по газодинамическим явлениям, на сильвинитовых пластах рассматривается как статистическое распознавание образов с использованием формализации процедуры формирования обучающих выборок и применением робастных (устойчивых) оценок при получении решакмпиу пштшл.

Основные задачи работы:

- выявить закономерности распределения газодинамических явлений и определить интервалы изменения значений геологических параметров в местах ГДЯ и по шахтным полям южной части Верхнекамского месторождения;

- исследовать особенности применения параметрических и непараметрических методов для построения математической модели прогнозирования опасных по ГДЯ зон на сильвинитовых пластах Верхнекамского месторождения;

- разработать математическую модель метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, для сильвинитовых пластов Верхнекамского месторождения;

- сформировать обучающие выборки данных по результатам геологоразведочных работ и получить решающие правила для отнесения участков сильвинитовых пластов к опасным и неопасным по газодинамическим явлениям зонам;

- построить прогнозные карты зон, опасных по газодинамическим явлениям на шахтных полях Верхнекамского месторождения калийных солей и оценить адекватность результатов прогноза зон, опасных по ГДЯ, практике ведения горных работ.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Формализация процедуры формирования обучающих выборок для зон, опасных и неопасных по газодинамическим явлениям, обеспечивается кластеризацией по заданным интервалам изменения значений геологических параметров.

2. Математическая модель метода прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям, включающая процедуру пошагового дискриминантного анализа с робастными оценками.

3. Прогнозирование зон, опасных по газодинамическим явлениям, при разведке и разработке сильвинитовых пластов может проводиться с помощью решающих правил, полученных с использованием классических и робастных процедур линейного дискриминантного анализа.

Научная новизна:

- разработан способ формирования достоверных обучающих выборок по соответствию заданным интервалам изменения значений геологических параметров;

- разработана математическая модель метода прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям, на основе"линейного дискриминантного анализа с

< < » <

использованием робастных оценок, позволяющая повысить надежность многофакторного прогнозирования;

- разработан метод прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, при разведке и разработке сильвинитовых пластов, позволяющий проводить многофакторное прогнозирование с помощью робастных решающих правил.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- корректной постановкой теоретических задач и строгостью применяемого математического аппарата;

- соответствием известным теоремам и аксиомам математической статистики и многомерного анализа данных;

- большой представительностью данных в обучающих выборках (более 800 наблюдений геологических параметров, характеризующих соответственно опасные и неопасные по газодинамическим явлениям зоны);

- высокой вероятностью правильной дискриминации участков сильвинитовых пластов КрН и АБ шахтных полей калийных рудников в южной части Верхнекамского месторождения разработанным методом прогнозирования на опасные и неопасные по газодинамическим явлениям зоны, которая в среднем составляет соответственно 0,96 и 0,94;

- адекватностью результатов прогнозирования практике ведения горных работ на сильвинитовых пластах КрП и АБ шахтных полей калийных рудников в южной части Верхнекамского месторождения, которая составляет соответственно 95% и 92%.

Практическое значение результатов исследований заключается в следующем:

- разработан метод прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, при разведке и разработке сильвинитовых пластов;

- построены прогнозные региональные и локальные карты зон, опасных по газодинамическим явлениям, для сильвинитовых пластов КрН и АБ в условиях калийных рудников БКПРУ-1, БКПРУ-2 и БКПРУ-4.

Реализаиия результатов работы. Результаты исследований по разработке метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, реализованы в "Руководстве по прогнозу зон, опасных по газодинамическим явлениям, для условий рудников ОАО "Уралкалий", которое вошло в "Специальные мероприятия по безопасному ведению горных работ на Верхнекамском место-

рождении калийных солей в условиях газового режима в ОАО "Уралкалий" (технологический регламент)", Пермь-Березники, 2004.

Личный вклад автора заключается:

- в постановке задач исследований и разработке методических решений;

- в разработке способа формирования достоверных обучающих выборок по соответствию заданным интервалам изменения значений геологических параметров;

- в разработке математической модели метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям;

- в разработке метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, при разведке и разработке сильвинитовых пластов.

В изданных в соавторстве научных публикациях соискатель разработал теоретические и методические положения, принимал непосредственное участие в сборе данных, экспериментальных работах, анализе полученных результатов, составлении карт, схем, получении графиков, диаграмм, аналитических зависимостей, написании текста и его редактировании.

Апробация результатов диссертационной работы. Отдельные разделы и материалы диссертационной работы докладывались на научно-технической конференции "Проблемы рудничной аэрологии и безопасной разработки месторождений полезных ископаемых" (Кунгур, 2004), на научных сессиях Горного института УрО РАН (Пермь, 2001, 2002, 2003, 2004) и технических совещаниях по безопасности горных работ в ОАО "Уралкалий".

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 научных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Содержание работы изложено на 122 страницах машинописного текста и содержит 22 рисунка, 11 таблиц, список использованной литературы состоит из 132 наименований.

Автор выражает глубокую признательность д.г.-м.н. А.И.Кудряшову и к.г.-м.н. А.Ф. Сметанникову за внимание к проводимым исследованиям и оказанную помощь в процессе работы над диссертацией.

При проведении шахтных исследований и внедрении результатов работы автору была оказана помощь ведущими специалистами ОАО "Уралкалий" А.И. Шумахером, В.А. Лештаевым., Ю.А. Малковым, В.И. Платыгиным, А В. Ха-ринцевым, за что автор выражает им искреннюю благодарность.

Краткая характеристика содержания диссертационной работы.

Первая глава посвящена обзору современного состояния проблемы газодинамических явлений в калийных рудниках и методов их прогнозирования.

Во второй главе описаны исследования общих правил и методов построения математических моделей, получения наиболее адекватных реальным условиям моделей прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, на Верхнекамском месторождении калийных солей.

В третьей главе исследованы горно-геологические условия возникновения газодинамических явлений на Верхнекамском месторождении, дано описание созданной базы данных по горно-геологическим условиям южной части Верхнекамского месторождения, сформированы общая и обучающие выборки по пластам КрП и Б, определены статистические параметры и проведен предварительный разведочный анализ исходных данных.

В четвертой главе разработаны математические модели и получены решающие правила прогнозирования опасных по газодинамическим явлениям зон на пластах КрП, Б сильвинитового и смешанного составов.

В пятой главе дано описание метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, построены прогнозные карты по шахтным полям рудников БКПРУ-2, БКПРУ-4 и южной части Верхнекамского месторождения в целом. Проведена оценка адекватности разработанного метода прогнозирования практике ведения горных работ.

В заключении обобщены результаты исследований в соответствии с поставленными задачами и сформулированы основные выводы по диссертационной работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследования закономерностей распределения газодинамических явлений на Верхнекамском месторождении показывают, что газодинамические явления сгруппированы в пределах отдельных участков. С точки зрения физико-геологического механизма образования очагов ГДЯ можно предположить, что очаги ГДЯ могли образоваться при сочетании определенных горногеологических условий.

Получение решающих правил для прогнозирования сводится к определению конечного набора геологических параметров, их интервалов значений,

присущих как опасным, так и неопасным по газодинамическим явлениям зонам, а также нахождение наиболее эффективных статистических процедур. Решение задачи проводится при наличии обучающей выборки. Обучающая выборка должна состоять из наблюдений, относящихся к обоим классам (к зонам опасным и неопасным по ГДЯ) и представлять собой совокупность многомерных наблюдений, полученных в результате геологоразведочных исследований.

В общую выборку данных по геологическим параметрам включены результаты подземных геологоразведочных работ, предоставленные геологическими службами рудников БКПРУ-1, БКПРУ-2 и БКПРУ-4 ОАО "Уралкалий", а также данные о строении и химическом составе пород пластов и междупластий по результатам детальной и эксплуатационной разведок. На рис.1 представлена гистограмма распределения значений содержания хлористого калия в породах пласта Б в общей выборке. Всего в общую выборку вошли данные по следующим пластам и междупластъям: KpIII, KpIII-KpII, KpII, KpII-KpI, Kpl, A-Kpl, А, Б, Б-В, 1-й слой пласта В. Всего в общей выборке представлено в зависимости от пласта до 1690 записей, как по поверхностным, так и по подземным скважинам, а также точкам бороздового опробования. По каждому пласту представлены следующие показатели: номер скважины, абсолютная отметка кровли, мощность пласта, процентное содержание в пласте KCl, NaCl, MgCb, Вг, СаБОд, нерастворимого остатка. По результатам предварительного разведочного анализа имеющихся в общей выборке данных принято решение в общей и обучающей выборках рассматривать химический состав пород пластов, при отработке которых зафиксированы ГДЯ - КрИ и Б.

Отсутствие данных по химическому составу пород в местах ГДЯ за всю многолетнюю практику разработки Верхнекамского месторождения создает

Рис.1. Гистограммы распределения значений содержания хлористого калия в породах пласта Б по рудникам

дополнительную трудность при формировании обучающей выборки. Поэтому требуется на основе известных данных по химическому составу сильвинитовых пластов путем интерполяции восстановить недостающие значения всех параметров в местах ГДЯ. По данным бороздового опробования с сеткой 200x200 м и подземным скважинам эксплуатационной разведки методом Крайгинга строилась геоинформационная модель изменения каждого параметра на шахтном поле рудника. Затем, используя полученные модели, оцифрованы и включены в обучающую выборку значения геологических параметров в местах ГДЯ. Пример геоинформационной модели содержания хлористого магния в породах пласта Б шахтного поля рудника БКПРУ-2 представлена на рис.2.

Формирование обучающих выборок проводится следующим образом. Главным условием отнесения точки наблюдения из общей выборки к опасной или неопасной по ГДЯ зоне является максимальное соот- Рис.2. Модель содержания хлористого магния в поро-ветствие геологических дах пласта Б шахтного поля рудника БКПРУ-2 параметров в рассматриваемой точке параметрам в местах ГДЯ. С этой целью анализируется выборка данных по геологическим параметрам в местах ГДЯ и задаются интервалы их изменения для создания кластеров по каждому параметру. Всего количество принятых к рассмотрению параметров 7. Общая выборка по каждому параметру разделяется на два кластера. Если значение рассматриваемого параметра в точке наблюдения входит в заданный интервал, то ему присваивается новое значение равное 1, в обратном случае - 0. После чего проводится суммирование полученных значений по всем параметрам. При соответствии значений геологических параметров условиям в местах ГДЯ суммарный бал составляет 7 - точка наблюдения в этом случае относится к группе 2, т.е. входит в опасную зону. Если же суммарный бал меньше 7, то в этом случае точка наблюдения относится к группе 1 (неопасная по ГДЯ).

Данный способ позволяет формализовать процедуру формирования достоверных обучающих выборок.

В математической постановке задача прогнозирования зон, опасных по ГДЯ, сводится к задаче сравнения и идентификации конечного набора геологических параметров, распространенных по месторождению с параметрами в местах зафиксированных ГДЯ. Известно большое число методов распознавания образов для построения решающих правил по обучающей выборке или, так называемой, статистической классификации, которые подразделяются на две группы: параметрические методы и непараметрические методы.

В параметрических методах получения решающих правил для прогнозирования традиционно используются предположения об однородности обучающих выборок для каждого класса, принадлежности условных вероятностных распределений к многомерному гауссовскому семейству, независимости выборочных значений. Наиболее известным из параметрических методов является линейный дискриминантный анализ, основанный на линейных дискриминантных функциях (ЛДФ). Дискриминантный анализ на основе ЛДФ характеризуется строгим математическим обоснованием, физической интерпретируемостью, наглядным представлением результатов. Недостатками данного метода являются требования к однородности выборок, принадлежности к многомерному нормальному распределению и независимости выборочных значений.

Непараметрические методы получения решающих правил для прогнозирования игнорируют априорные исходные предположения об однородности выборки каждого класса, наличие измерений всех компонент вектора признаков, гауссовость условных вероятностей распределения признаков. Наиболее известными непараметрическими методами являются метод А-ближайших соседей и метод Розенблатта-Парзена. Эти методы отличаются относительной простотой, хорошо работают при прогнозировании, но требуют постоянного запоминания обучающих выборок и характеризуются высокой чувствительностью к малым объемам обучающих выборок, при которых риск ошибочной классификации резко возрастает.

Суть построения решающего правила на основе линейных дискриминантных функций сводится к следующему. Обозначив через Хц значение перемен-

ной с номером / в точке наблюдений с номером у, взятой из выборки, характеризующей опасные по ГДЯ зоны, получаем матрицу V порядка рхп; результатов наблюдений над этой выборкой. Обозначим через Ху результат измерения переменной с номером / в точке с номером у , взятой из выборки, характеризующей неопасные по ГДЯ зоны. В результате получим матрицу РУ порядка рхпг. Затем, используя эти данные, для каждой группы вычисляются средние Хщ и суммы взаимных произведений отклонений от средних.

Далее находится сумма взаимных произведений отклонений от средних и объединенная дисперсионная матрица Д рассчитываются общие средние для обеих групп и для каждой группы вычисляются обратные элементы объединенной дисперсионной матрицы Лч. Коэффициенты дискриминантных функций находятся по формуле:

о)

¡-1

где ¡= 1,2,...р;

А-число групп.

Затем вычисляются константы дискриминантных функций:

•££«*, (2)

¡•1 1=1

Для случая двух классов Д и Д (опасные и неопасные по ГДЯ зоны) получаем две линейные дискриминантные функции вида:

±а,Х,-Ьл=0. (3)

1-1

Вычитая меньшую дискриминантную функцию из большей, можем перейти к одной линейной дискриминантной функции вида:

а,Х,+а,Х1+... + арХр-Ь = 0. (4)

На стадии разведочного анализа установлено «засорение» обучающих выборок «выбросами» и эти аномальные наблюдения представляют определенный интерес, поэтому целесообразно использовать процедуры оценки параметров распределения, нечувствительные к структуре данных, т.е. робастные. В настоящей работе применялись классические, усеченные оценки и весовые оценки Хьюбера. Робастные итерационные оценки Хьюбера, определяются следующими соотношениями:

л* ^ л. ^ ( л*У л*У ^

*< =LXJWJ/2LWJ,1:^ = х1~х'

М у=1 Л*=1 V Л

V / У-'

,1, если

ЛЛ/..«™ (5)

1 а'р / ¿1, если с1] > с!0

(7=1, И; / = 1,1).

Здесь ,- оценки параметров, вычисленные на предыдущем шаге; . обучающая выборка для /-го класса; и, - объем обучающей выборки для г'-го класса. В качестве начального приближения используются классические оценки параметров.

Для отбора наиболее информативных показателей, входящих в решающие правила, применяется пошаговый дискриминантный анализ. Данный анализ проводится последовательно от одного шага к следующему путем включения или удаления переменных, имеющих рассчитанное значение F - статистики од-нофакторного дисперсионного анализа соответственно больше Т*- - включения или меньше Р- удаления.

Таким образом, математическая модель метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, основанная на пошаговом дискриминантом анализе, является мощным статистическим методом многомерного прогнозирования. Модель отличается математической строгостью, простотой, хорошей лаконичностью, позволяет производить отбор наиболее информативных показателей. Она удобна для наглядного представления результатов разделения на опасные и неопасные по ГДЯ зоны. Применение робастных (устойчивых) оценок при линейном дискриминантном анализе позволяет компенсировать наличие отклонений от однородности, нормальности и "засорений выбросами" обучающих выборок.

Решающие правила метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, представляют собой линейные дискриминантные функции, полученные с использованием классических и робастных процедур линейного дискриминантного анализа. После проведения процедур пошагового дискри-

минантного анализа в решающие правила включены следующие геологические параметры: мощность пласта - Х,\ содержание хлористого калия (КС1) в породах пласта - Х2\ содержание хлористого магния (М§СЬ) - Х3; содержание хлористого натрия (№С1) - Х4\ содержание брома (Вг) - Х5\ содержание сульфата кальция (Са804) - Х6; содержание нерастворимого остатка (И.О.) - Х7.

Для пласта КрП в условиях шахтных полей рудников БКПРУ-2 и БКПРУ-4 ОАО "Уралкалий" решающее правило метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, имеет следующий вид:

-14,11х Я"2+21,75* Х2 +23,44* ЛГ5+21,73х Х,-289,2х Х5+ (6) +4,1 х Л«+17,73х Х7 -2034,33 > 0,

Литологический состав пласта Б по шахтным полям достаточно неоднороден - от каменной соли до карналлита. Поэтому получено два решающих правила для прогнозирования в зависимости от состав пород пласта Б. Критерий отнесения пород пласта Б к сильвинитовому составу - содержание КС1 не менее 22% и содержание М§С12 не более 1%, к смешанным солям - содержание КС1 не менее 22% и содержание М§С12 свыше 1%. В случае локального замещения сильвинита пласта Б каменной солью или карналлитом точка наблюдения относится к опасной по ГДЯ зоне. Пласт АБ при таком составе пород не отрабатывается и не зафиксировано ни одного случая ГДЯ.

Решающее правило для прогнозирования зон, опасных по ГДЯ, при силь-винитовом составе пород пласта Б в условиях шахтных полей калийных рудников ОАО "Уралкалий" имеет следующий вид:

Гр= -19,98хЛ7 - 1,16хХ2 + 31,18хЯ, - 3,64хДГ, - 747,02х^ + (7) + 6,87х*Й - 4,57**7 + 310,72 > 0.

При смешанном составе пород пласта Б в условиях шахтных полей калийных рудников ОАО "Уралкалий" решающее правило для прогноза зон, опасных по ГДЯ, представлено функцией следующего вида:

ГР=-1,Ъ9*Х,+ 0,06хХ2-0,66хХ3 -0,05x^-40,24*^5 - (8) - 1,46хХ6- 1,3*Х7 + 23,73 > 0.

Прогнозирование зон, опасных по ГДЯ, в условиях шахтных полей рудников ОАО "Уралкалий" осуществляется следующим образом. В том случае, если после подстановки численных значений в решающие правила (6, 7, 8) значение ^ > 0, точка наблюдения относится к опасной по ГДЯ зоне, при ^ < 0 - к неопасной. В зависимости от типа точки наблюдения прогноз может быть региональным, если используются результаты детальной разведки, или локальным -при использовании данных эксплуатационной разведки.

Для построения прогнозных карт в каждой координатно привязанной точки наблюдения с имеющимися значениями геологических параметров, входящих в решающее правило для прогноза зон, опасных по ГДЯ, рассчитывается значение линейной дискриминатной функции Рр. Затем по полученным значениям Рр методом геостатистической интерполяции строится прогнозная карта с разделением опасных и неопасных по ГДЯ зон по изолинии, в которой значение функции /<],= 0.

Пример построения региональной карты прогноза опасных по ГДЯ зон для сильвинитового пласта АБ в условиях калийных рудников ОАО "Уралкалий представлен на рис.3.

«—щ-

''г Г I

п^ ЩгруШ

Уедориж оботшпеяи»;

т - места ГДЯ,

■ - скважины детальной разведки; К! - опасные по ГДЯ зоны, Н - зоны замещения пласта ДБ

Рис.З. Региональная карта зон, опасных по ГДЯ при отработке пласта АБ, для южной части Верхнекамского месторождения калийных солей

Для оценки вероятности правильного разделения участков шахтаых полей на опасные и неопасные по ГДЯ зоны с помощью полученных решающих правил использовалась процедура "скользящего экзамена". Результаты реализации процедуры "скользящего экзамена" показали, что вероятность правильного разделения участков шахтных полей на опасные и неопасные по ГДЯ зоны для сильвинитового пласта КрИ составляет 0,96, пласта АБ - 0,94.

Для оценки адекватности метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, практике ведения горных работ построены локальные карты прогноза опасных по газодинамическим явлениям зон на сильвинитовых пластах КрП и АБ для шахтных полей рудников БКПРУ-2 и БКПРУ-4 ОАО "Уралкалий" с нанесенными на них точками зафиксированных газодинамических явлений. На сильвинитовом пласте КрИ шахтного поля рудника БКПРУ-2 в опасные зоны не попали 3 случая ГДЯ, что составляет 4,1% от всех зафиксированных ГДЯ из кровли пласта КрП. На сильвинитовом пласте АБ шахтного поля рудника БКПРУ-2 из 98 случаев ГДЯ, произошедших при отработке пласта АБ, в рассчитанные опасные по ГДЯ зоны не вошли 8 ГДЯ, что составляет 7,8%.

Таким образом, адекватность результатов прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, на сильвинитовых пластах КрП и АБ шахтного поля рудника БКПРУ-2 практике ведения горных работ составляет соответственно 95,9% и 92,2%.

С целью проверки работоспособности полученных решающих правил прогноза зон, опасных по ГДЯ, в общие выборки добавлены исходные данные по пластам КрП и АБ шахтным полям рудников БКПРУ-1 и БКПРУ-4. Проведена экзаменационная классификация новых исходных данных, правильность которой для сильвинитового пласта КрП составила 96,5%, для сильвинитового пласта АБ-96,7%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации содержится решение научной задачи прогнозирования газодинамических явлений при разведке и разработке сильвинитовых пластов, обеспечивающей повышение безопасности и интенсивности горных работ.

Основные теоретические положения, научные и практические результаты заключаются в следующем:

лий" и разработан способ формирования достоверных обучающих выборок исходных данных на основе кластеризации по заданным интервалам изменения значений геологических параметров в зонах, опасных по газодинамическим явлениям.

2. Разработана математическая модель метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, на основе линейного дискриминантного анализа с использованием классических и робастных (устойчивых) процедур, позволяющая повысить надежность многофакторного прогнозирования.

3. Разработан метод прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, при разведке и разработке сильвинитовых пластов, использующий в решающих правилах комплекс следующих геологических параметров: мощность пласта, содержание хлористого калия, хлористого магния, хлористого натрия, брома, сульфата кальция и нерастворимого остатка в породах пласта. Вероятность правильной дискриминации сильвинитового пласта КрН составляет

0.96, пласта АБ - 0,94.

4. Построены прогнозные карты зон, опасных по газодинамическим явлениям, для сильвинитовых пластов шахтных полей калийных рудников БКПРУ-

1, БКПРУ-2 и БКПРУ-4 ОАО "Уралкалий". Адекватность результатов прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, на сильвинитовых пластах КрП и АБ шахтных полей калийных рудников практике ведения горных работ составляет соответственно 95% и 92%.

5. Результаты диссертационной работы использованы в "Руководстве по прогнозу зон, опасных по газодинамическим явлениям, для условий рудников ОАО "Уралкалий", которое вошло в "Специальные мероприятия по безопасному ведению горных работ на Верхнекамском месторождении калийных солей в условиях газового режима в ОАО "Уралкалий" (технологический регламент)", Пермь-Березники, 2004.

Основные положения и научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Иванов О.В., Иванова И.В., Полянина Г.Д. Региональный прогноз газоносности // Тезисы докладов XXVIII научно-технической конференции по результатам научно-исследовательских работ, выполненных в 1991-1994 гг. -Пермь: ПГТУ, 1995. - С. 1-2.

2. Иванов О.В. Методика, оборудование и результаты исследований по изучению газоносности продуктивных пластов на вновь вводимых в эксплуатацию участках шахтных полей калийных рудников // Материалы научной сессии

Горного института УрО РАН по результатам НИР в 2000 году 9-13 апреля 2001 г.-Пермь, 2001. - С.88-91.

3. Андрейко С.С., Иванов О.В. Анализ существующих методов прогноза газодинамических явлений в калийных рудниках // Горная механика: научно-технический журнал. - 2001. - №1-2. - С. 42-49.

4. Иванов О.В., Мальцев В.М., Нестерова С.Ю., Норина Н.В. Исследования по определению газоносности продуктивных пластов на вновь вводимых в эксплуатацию участках шахтных полей калийных рудников ОАО "Уралкалий" // Горная механика: научно-технический журнал. - 2001. - №1-2. - С. 49-54.

5. Иванов О.В. Выбор математической модели при решении задачи прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям // Проблемы комплексного мониторинга на месторождениях полезных ископаемых: Сб. докл. - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2002. - С.172-175.

6. Андрейко С.С., Иванов О.В. Сравнительная оценка классического и робаст-ного дискриминантного анализа при решении задач прогноза выбросоопас-ных зон // Горная механика: научно-технический журнал. - 2002. - №3-4. - С. 30-33.

7. Иванов О.В. Локальный прогноз зон, опасных по газодинамическим явлениям, на шахтном поле рудника БКПРУ-4 ОАО "Уралкалий" // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов: Сб. докл - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2003. - С. 182-184.

8. Иванов О.В. Газоносность карналлитовых пластов на восточном крыле шахтного поля рудника СКПРУ-1 // Горное эхо: вестник Горного института УрО РАН.- 2003. -№ 1(11). - С.5-9.

9. Иванов О.В. Методика прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям, для условий рудников ОАО «Уралкалий» // Горное эхо: вестник Горного института УрО РАН. - 2003. - № 2(12). - С.7-10.

10. Иванов О.В. Методика прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям, для условий рудников ОАО «Уралкалий» // Стратегия и процессы освоения георесурсов: Материалы научн. сессии Горного ин-та УрО РАН по результатам НИР в 2003 г. 19-23 апреля 2004 г. - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2004. - С.259-262.

11. Иванов О.В. Применение робастных процедур линейного дискриминантного анализа для прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям // Проблемы рудничной аэрологии и безопасности разработки полезных ископаемых: Сб. докл. Науч.-техн. Конф., посвященной 75-летию проф. И.И.

Медведева (22-23 июня 2004 года, г. Кунгур). - Пермь: ГИ УрО РАН, 2004. -С.68-71.

12. Андрейко С.С., Иванов О.В. Результаты исследований газоносности и компонентного состава свободных газов в породах I калийного горизонта Ста-робинского месторождения // Горное эхо: Вестник горного института. -2004. -№2(16). -С.15-19.

13. Результаты исследования газоносности и компонентного состава газа в породах кровли / Андрейко С.С., Иванов О.В., Щерба В.Я., Береснев С.П. // Горная механика: научно-технический журнал. - 2004. - №1-2. - С.3-7.

14. Иванов О.В. Прогнозирование опасных по газодинамическим явлениям зон на сильвинитовых пластах Верхнекамского месторождения калийных солей // Стратегия и процессы освоения георесурсов: Материалы научн. сессии Горного ин-та УрО РАН по результатам НИР в 2004 г. 18-22 апреля 2005 г. - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2005. - С.267-270.

Сдано в печать 12.05.2005 г. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз.

Отпечатано сектором НТИ Горного института УрО РАН 614007, г.Пермь, ул.Сибирская, 78а

R2 - 98 3 Ô

РНБ Русский фонд

2006-4 11054

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Иванов, Олег Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Геологические и горнотехнические условия разработки Верхнекамского месторождения калийных солей.

1.2. Существующие представления о механизме газодинамических явлений.

1.3. Анализ методов регионального прогноза газодинамических явлений в калийных рудниках.

1.4. Анализ методов локального прогноза газодинамических явлений в калийных рудниках.

1.5. Анализ методов текущего прогноза газодинамических явлений в калийных рудниках.

1.6. Цель и задачи исследований.

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОГНОЗА ЗОН,

ОПАСНЫХ ПО ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ЯВЛЕНИЯМ.

2.1. Общие сведения.

2.2. Математическая постановка задачи прогнозирования зон, опасных по ГДЯ.

2.3. Параметрическая модель прогноза на основе линейного дискриминантного анализа.

2.4. Выводы.

3. СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ

РЕГИОНАЛЬНОГО И ЛОКАЛЬНОГО ПРОГНОЗА ЗОН, ОПАСНЫХ ПО ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ЯВЛЕНИЯМ.

3.1. Общие сведения по газодинамическим явлениям.

3.2. Формирование общей выборки данных по геологическим параметрам.

3.3. Формирование обучающей выборки.

3.4. Выводы.

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОПАСНЫХ

ПО ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ЯВЛЕНИЯМ ЗОН НА СИЛЬВИНИТОВЫХ ПЛАСТАХ.

4.1. Получение решающих правил для прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям из кровли пласта КрН.

4.2. Получение решающих правил для прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям при отработке пласта АБ.

4.2.1. Решающие правила для прогноза зон, опасных по ГДЯ, при сильвинитовом составе пород пласта Б.

4.2.2. Решающие правила для прогноза зон, опасных по ГДЯ, при смешанном составе пород пласта Б.

4.3. Выводы.

5. ПОСТРОЕНИЕ ПРОГНОЗНЫХ КАРТ И ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ МЕТОДА ПРОГНОЗА ПРАКТИКЕ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ.

5.1. Метод прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям.

5.2. Оценка адекватности метода прогноза зон, опасных по ГДЯ, практике ведения горных работ.

5.3. Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Прогнозирование газодинамических явлений при разведке и разработке сильвинитовых пластов"

Актуальность темы диссертации. Разработка сильвинитовых пластов Верхнекамского месторождения калийных солей существенно осложняется газодинамическими явлениями (ГДЯ), которые в большинстве случаев наносят значительный материальный ущерб калийным предприятиям и представляют реальную угрозу жизни горнорабочих. В решение задач прогноза и предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках внесли вклад многие известные исследователи. Внедрение результатов их исследований в практику ведения горных работ позволило сократить число ГДЯ в калийных рудниках. Однако проблема газодинамических явлений по-прежнему остается весьма актуальной. В настоящее время применяемые на практике методы прогнозирования зон, опасных по ГДЯ, учитывают малое количество анализируемых параметров и, зачастую, завышают вероятность возникновения ГДЯ, что приводит к необоснованному отнесению до 80% площадей шахтных полей к зонам, опасным по ГДЯ. Для повышения точности прогноза требуется дальнейшее совершенствование существующих и разработка новых методов прогнозирования зон, опасных по ГДЯ, на сильвинитовых пластах Верхнекамского месторождения.

Современный уровень развития вычислительной техники и программного обеспечения позволяет за короткие сроки на основе пространственно ориентированных баз данных получать достаточно достоверные геостатистические модели геологических параметров для шахтных полей калийных рудников, проводить многовариантные расчеты математических моделей с использованием различных статистических процедур. Применение накопленного опыта построения математических моделей методов прогнозирования газодинамических явлений и современного программно-технического аппарата позволяет получать адекватные реальным условиям математические модели прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям.

Цель работы — разработка методов прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, при разведке и разработке сильвинитовых пластов Верхнекамского месторождения калийных солей.

Основная идея диссертационной работы — прогнозирование зон, опасных по газодинамическим явлениям, на сильвинитовых пластах рассматривается как статистическое распознавание образов с использованием формализации процедуры формирования обучающих выборок и применением роба-стных (устойчивых) оценок при получении решающих правил.

Основные задачи работы:

Основные научные положения, выносимые на защиту;

3. Прогнозирование зон, опасных по газодинамическим явлениям, при разведке и разработке сильвинитовых пластов может проводиться с помощью решающих правил, полученных с использованием классических и роба-стных процедур линейного дискриминантного анализа.

Научная новизна:

- разработана математическая модель метода прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям, на основе линейного дискриминантного анализа с использованием робастных оценок, позволяющая повысить надежность многофакторного прогнозирования;

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- корректной постановкой теоретических задач и строгостью применяемого математического аппарата;

- соответствием известным теоремам и аксиомам математической статистики и многомерного анализа данных;

- высокой вероятностью правильной дискриминации участков сильви-нитовых пластов КрН и АБ шахтных полей калийных рудников в южной части Верхнекамского месторождения разработанным методом прогнозирования на опасные и неопасные по газодинамическим явлениям зоны, которая в среднем составляет соответственно 0,96 и 0,94;

- адекватностью результатов прогнозирования практике ведения горных работ на сильвинитовых пластах КрН и АБ шахтных полей калийных рудников в южной части Верхнекамского месторождения, которая составляет соответственно 95% и 92%.

Практическое значение результатов исследований заключается в следующем:

Реализация результатов работы. Результаты исследований по разработке метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, реализованы в "Руководстве по прогнозу зон, опасных по газодинамическим явлениям, для условий рудников ОАО "Уралкалий", которое вошло в "Специальные мероприятия по безопасному ведению горных работ на Верхнекамском месторождении калийных солей в условиях газового режима в ОАО "Уралкалий" (технологический регламент)", Пермь-Березники, 2004.

Личный вклад автора заключается:

- в постановке задач исследований и разработке методических решений;

- в разработке математической модели метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям;

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 научных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Содержание работы изложено на 122 странице машинописного текста и содержит 22 рисунка, 11 таблиц, список использованной литературы состоит из 132 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Иванов, Олег Васильевич

5.3. Выводы

Результаты построения карт локального и регионального прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям, на сильвинитовых пластах шахтных полей калийных рудников и оценки адекватности метода прогноза практике ведения горных работ позволяют сделать следующие выводы:

1. В пределах шахтных полей калийных рудников БКПРУ-1, БКПРУ-2 и БКПРУ-4 ОАО "Уралкалий" прогнозируемые зоны, опасные по газодинамическим явлениям, имеют субмеридиональное простирание и занимают практически 50% всей площади сильвинитовых пластов КрП и АБ.

2. К зонам, опасным по газодинамическим явлениям, отнесены следующие участки перспективной отработки сильвинитовых пластов: юго-восточная и северо-западная части шахтного поля БКПРУ-2, восточная, центральная и юго-западная части шахтного поля БКПРУ-4.

3. На шахтном поле рудника БКПРУ-2 в прогнозируемые опасные зоны не вошли 3 ГДЯ по пласту КрН и 8 ГДЯ - по пласту АБ, что составляет соответственно по пластам 4,1% и 7,8% от общего числа ГДЯ. Адекватность результатов прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, на сильвинитовых пластах КрП и АБ шахтных полей калийных рудников практике ведения горных работ составляет соответственно 95,9% и 92,2%.

БКПРУ-4

БКПРУТ1

Условные обозначения: т - места ГДЯ;

- скважины детальной разведки; | | - опасные по ГДЯ зоны; ПЭ - зоны замещения пласта ЛБ.

Рис.5.5. Региональная карта зон, опасных по ГДЯ при отработке пласта для южной части Верхнекамского месторождения калийных солей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные теоретические положения, научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Определены интервалы изменения значений геологических параметров пород сильвинитовых пластов в зонах, опасных и неопасных по газодинамическим явлениям, для условий шахтных полей калийных рудников ОАО "Уралкалий" и разработан способ формирования достоверных обучающих выборок исходных данных на основе кластеризации по заданным интервалам изменения значений геологических параметров в зонах, опасных по газодинамическим явлениям.

2. Разработана математическая модель метода прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, на основе линейного дискрими-нантного анализа с использованием классических и робастных (устойчивых) процедур, позволяющая повысить надежность многофакторного прогнозирования.

4. Построены прогнозные карты зон, опасных по газодинамическим явлениям, для сильвинитовых пластов шахтных полей калийных рудников БКПРУ-1, БКПРУ-2 и БКПРУ-4 ОАО "Уралкалий". Адекватность результатов прогнозирования зон, опасных по газодинамическим явлениям, на сильвинитовых пластах KpII и АБ шахтных полей калийных рудников практике ведения горных работ составляет соответственно 95% и 92%.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Иванов, Олег Васильевич, Пермь

1. Месторождения калийных солей СССР. Методы их поисков и разведки / >■ Раевский В.И., Фивег М.П., Герасимова В.В. и др. Л.: Недра, 1973. - 344с.

2. Иванов A.A., Воронова М.Л. Верхнекамское месторождение калийных со• лей.-Л.: Недра, 1975.-219 с.

3. Белоликов А.И., Сапегин Б.И. Верхнекамское калийное месторождение // Проблемы прогноза, поисков и разведки горно-химического сырья СССР. -М.: Недра, 1971. С. 193-209.

4. Копнин В.И., Коротаев М.А. Стратификация соляной толщи Верхнекамского месторождения калийных солей // Строение и условия формирования месторождений калийных солей. Новосибирск: Наука, 1981. - С.79-94.

5. Кудряшов А.И. Основные черты геологического строения Верхнекамского калийного месторождения // Повышение эффективности разработки Верхнекамского калийного бассейна. Пермь: Перм.кн.изд-во, 1986. - С.6-20.

6. Яржемский Я.Я. Калийные и калиеносные галогенные породы. -Новосибирск: Наука, 1967. 136 с.

7. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения. М.: Недра, 1992. - 468 с.

8. Вереда B.C. Современные тектонические напряжения как возможная причина внезапных выбросов угля и газа и некоторые последствия этой гипотезы. -Донецк: Европ. эконом, комис., 1974. 6 с.

9. Быков Л.Н. Теория внезапных выбросов угля и газа в шахтах и мировая практика // Вопросы теории выбросов угля, породы и газа. Киев: Наук, думка, 1973.-С. 175-186.

10. Шевелев Г.А. Природа и механизм выбросов с учетом газодинамического * фактора // Уголь Украины. 1974. - № 5. - С.36-39.

11. Борисенко A.A. О причинах возникновения и механизме развития внезапных выбросов угля и газа // Уголь. 1975. — № 9. - С.22-25.

12. Галушко П.Я. Исследование физической природы породных выбросов // Выбросы породы и газа. Киев: Наук, думка, 1971. - С.22-29.

13. Николин В.И. Гипотеза механизма выброса породы и газа // Выбросы породы и газа. Киев: Наук, думка, 1971. - С. 16-21.

14. Христианович С.А. О волне дробления // Изв. АН СССР. 1953. - № 12. -С. 1689-1692.

15. Ходот В.В. Внезапные выбросы угля и газа. — М.: Госгортехиздат, 1961. -363 с.

16. Кузнецов C.B. О распространении волны разряжения в газоугольной смеси и отжиме (выдавливании) призабойной полосы угольного пласта при внезапных выбросах // Физ.-техн.пробл. разраб. полезн. ископ. 1972. -J6 2.-C.3-9.

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

18. Петросян А.Э., Иванов Б.М., Крупеня В.Г. Теория внезапных выбросов. — М.: Наука, 1983.- 152 с.

19. Проскуряков Н.М. Внезапные выбросы породы и газа в калийных рудниках. М.: Недра, 1980. - 264 с.

20. Проскуряков Н.М., Ковалев О.В., Мещеряков В.В. Управление газодинамическими процессами в пластах калийных руд. М.: Недра, 1988. — 239 с.

21. Ковалев О.В., Ливенский B.C., Былино Л.В. Особенности безопасной разработки калийных месторождений. Минск: Полымя, 1982. - 96 с.

22. Зубов В.П., Смычник А.Д. Внезапные выбросы соли и газа на калийных рудниках и их предупреждение // Горный журнал. 1998. - № 11-12, -С.85-87.

23. Быков Л.Н. Изогазы и теория происхождения очагов внезапных газовыделений.-М.: 1932.- 132 с.

24. Коньков Г.А. О значении выявления выбросоопасных зон в условиях Донбасса для прогноза выброса // Борьба с внезапными выбросами в угольных шахтах. — М. 1962. С. 598-600.

25. Коньков Г.А. О связи новейших и современных тектонических движений с метаноносными и выбросоопасными зонами в условиях Донецкого бассейна // Доклады АН СССР. 1962. -Т. 143, № 3. - С. 670-673.

26. Вереда B.C., Юрченко Б.К. О соотношении газодинамических зон, тре-щиноватости углей и температурного режима Донбасса с современными тектоническими движениями // Современные движения земной коры. -1968.-№4.-С. 80-90.

27. Геологические условия выбросоопасности угольных пластов Донбасса / Забигайло В.Е., Широков А.З., Кратенко Л.Я. и др. Киев: Техника, 1980. -С. 68-88.

28. Николин В.И., Балинченко И.И., Симонов A.A. Борьба с выбросами угля и газа в шахтах. М.: Недра, 1981. - 300 с.

29. Забигайло В.Е. Геологические основы теории прогноза выбросоопасности угольных пластов и горных пород. Киев: Наукова думка, 1978. - 164 с.

30. Прогноз выбросоопасности угольных пластов и пород при разведке и до-разведке месторождений / Ольховиченко А.Е., Иванов Б.М., Зубарев Ю.П. и др. Киев: Техника, 1988. - 128 с.

31. Вольпова JI.C., Кобозев А.Н. О методике прогноза выбросоопасности угольных пластов при геологоразведочных работах // Прогноз выбросоопасности угольных пластов на стадии геологоразведочных работ. — Днепропетровск, 1987. С. 22-24.

32. Вольпова JI.C., Власенко B.C., Зубарев Ю.П. Анализ методов прогноза выбросоопасности пластов на стадии проектирования и строительства шахт // Уголь Украины, 1988. - № 9. - С. 42-43.

33. Прогноз и предотвращение выбросов пород и газа / Потураев В.Н., Зорин А.Н., Забигайло В.Е. и др. Киев: Наукова думка, 1986. - 160 с.

34. Бобров И.А. Перспективы повышения надежности прогнозирования выбросоопасности // Безопасность труда в промышленности. 1993. - № 2. -С. 14-16.

35. Худин Ю.А., Сергеев И.В., Иванов Б.М. Научно-технические аспекты решения проблемы предотвращения газодинамических явлений в угольных шахтах // Безопасность труда в промышленности. 1993. - № 2. - С.6-9.

36. Временное руководство по прогнозу выбросоопасности угольных пластов Донецкого бассейна при геологоразведочных работах. — М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1980. 56 с.

37. Временное руководство по прогнозу выбросоопасности угольных пластов и вмещающих пород по данным геофизических исследований геологоразведочных скважин в Донецком бассейне. М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1988. - 36 с.

38. Методические рекомендации по прогнозу выбросоопасности угольных пластов и пород по комплексу геологических показателей. Днепропетровск: ИГТМ АН УССР, 1979. - 56 с.

39. Временное руководство по применению метода регионального прогноза выбросоопасности пород Донбасса по геологоразведочным данным. -Днепропетровск: ИГТМ АН УССР, 1973. 49 с.

40. Методические рекомендации по прогнозированию внезапных выбросов угля и газа на стадии геологоразведочных работ и перед вскрытием угольных пластов. М.: ИПКОН АН СССР, 1987. - 28 с.

41. Иванов Б.М., Суровцев Б.Г. Испытания метода прогноза выбросоопасности по геофизическим данным геологоразведочных скважин // Уголь Украины, 1989. - № 2. - С. 38-39.

42. Клебанов А.Ф. О прогнозировании выбросоопасных угольных пластов на стадии геологоразведочных работ // Прогноз и предотвращение опасных газопроявлений при разработке угольных месторождений. М., 1990. - С. 60-70.

43. Предупреждение газодинамических явлений в угольных шахтах (Сборник документов) / Колл. авт. -М.: Государственное предприятие НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России. — 2000. 320 с.

44. Oelsner О. Ergebnisse neuer Untersuchungen in СОг fuhrenden Salzen des Werrarevicrs. Fraib. Forsch. - H., A, 183. -1961. - S. 5-19.

45. Wolf H. Zur Aerodynamir der plötzlichen Ausbruche von Salz und Gas im Werra-Kalibergbau. Dissertation, Techn. Universität. Dresden, 1965. 165 s.

46. Haase G., Jahne H. Die geologische Position der CO2 Ausbruche und die Bedeutung der regionalen Prognose im Werra-Revier. Freib. Forsch.-H.-Leipzig: 1966.-S. 71-80.

47. Лаптев Б.В., Тупицын И.С. Прогноз выбросоопасности калийных пород при подготовке выемочных полей // Шахтное строительство. 1990. - Jfè 4.-С. 9-10.

48. Лаптев Б.В. Предотвращение газодинамических явлений на калийных рудниках. М.: Недра, 1994. - 138 с.

49. Лаптев Б.В. Научное обоснование прогноза и предотвращения газодинамических явлений при разработке калийно-магниевых солей: Автореф.г дисс. д-ра техн. наук. С.-Пб., 1996. - 38 с.

50. Яхеев В.В., Фомина В.Д. Особенности газодинамических явлений в краевой зоне на Старобинском месторождении калийных солей // Известия вузов. Горный журнал. 1983. -№ 1. - С. 44-46.

51. Яхеев В.В. Разработка методов прогноза газодинамических явлений и совершенствование способов отработки краевых зон калийных месторождений: Автореф. дисс. к-та техн. наук. Л., 1985. - 20 с.

52. Яхеев В.В. Многомерный критерий сравнения выбросоопасности двух геологических зон месторождений полезных ископаемых // Известия вузов. Горный журнал. 1987. - № 3. - С. 73-76.

53. Duchrow G. Methoden zur Bekämpfung mechanischer Zerstörungen bei schweren Gasausbruchen im Kalibergbau. Freib. Forsch. H.A. 183, 1961. - S. 64-81.

54. Hoffman K. Gasanalytische Untersuchungen in C02 fuhrenden Salzen des Werra-Gebiets. Bergakademie. - № 6. - 1963. - S. 190-194.

55. Duchrow G. Analytische Untersuchungen zur Schadenbekämpfung bei CO2 -Austritten im Werra-Kalibergbau. Freib. Forsch. H.A. 304. 1964. - S. 119165.

56. Hafner H.P. Versuchergebnisse beim Grosslochbohren in ausbruchaktiven Salz und vorlaufige Schlussfolgerungen über die Ausbruchsgefahr. F.F.-H. Leipzig, 1971. -S. 90-94.

57. Eckart D. Beitrag zur Bekämpfung plötzlicher Ausbruche von Salz und Gas. Bergakademie. -№ 17. 1965. - S. 759-760.

58. Duchrow G. Ermittlung der zweckmassigsten Einsatzbereiche von Methoden zur Prognose plötzlicher Ausbruche von Salz und Kohlensaure im Werra-Kaligebeit. Bergakademie. № 12. - 1967. - S. 584-589.

59. Forster S. Dichtigkeitsuntersuchugen des Salinars. Forschungsbericht der Bergakademie. Freiberg. 1969. - S. 136-142.

60. Морачевский Ю.В. О газоносности калийных пластов Верхнекамского месторождения // Бюллетень ВИГа. 1939. — № 6-7. - С. 10-18.

61. Фивег М.П. О работах ВИГ по изучению газов карналлитовых пород Соликамского рудника // Геология месторождений калийных солей и их разведка. Л., 1973. - Вып. 64. - С. 32-39.

62. Галкин В.И., Бей М.М., Губарев В.Н. Прогнозирование потенциально вы-бросоопасных зон // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. 1981. - № 3. - С. 21-22.

63. Безопасная разработка калийно-магниевых солей / Бей М.М., Андрейко С.С., Лаптев Б.В., Шаманский Г.П. // Повышение эффективности разработки Верхнекамского калийного бассейна. Пермь, 1986. - С. 132-146.

64. Копнин В.И., Пшеничников А.Г. Структурно-тектонические условия газодинамических явлений на Березниковских калийных рудниках и вопросы прогнозирования выбросоопасных зон // Разработка калийных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1984. - С. 96-99.

65. Долгов П.В., Полянина Г.Д., Земсков А.Н. Методы прогноза и предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках. Алма-Ата: Наука, 1987.- 176 с.

66. Земсков А.Н. Особенности газодинамических явлений на Третьем Верхнекамском калийном руднике // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1977.-С. 100-104.

67. Винокур Б.Ш., Лаптев Б.В. Управление выбросоопасностью и напряженно-деформированное состояние соляных пород // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1976. - С.78-85.

68. Проскуряков Н.М., Фомина В.Д., Рожков В.К. Газодинамические явления на Солигорских калийных рудниках. Минск: Полымя, 1974. - 212 с.

69. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей. Минск, 1995. — 213 с.

70. Вагин В.Б., Былино Л.В., Ковалев О.В. Исследование выбросоопасных геологически осложненных зон Старобинского месторождения методами высокочастотной сейсмики // Калийная промышленность: Реф. сб. М.: НИИТЭХИМ, 1978. - Вып. 5. - С. 3-6.

71. Вагин В.Б. Выявление и изучение выбросоопасных структур сейсмическими методами в подземных условиях Старобинского калийного месторождения: Автореф. дисс. к-та геол. мин. наук. - Л., 1979. - 20 с.

72. Шаблинский Г.Н., Вагин В.Б. Сейсмическая характеристика малоамплитудных нарушений в подземных выработках Старобинского месторождения // Известия вузов. Горный журнал. 1986. - № 9. - С. 4-7.

73. Захаров Н.И., Полянина Г.Д. О возможности прогнозирования внезапных выбросов соли и газа в Индерском месторождении по геологическим признакам // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1977.-С. 142-146.

74. Захаров Н.И. Некоторые свойства выбросоопасных пород Индерского борно-калийного месторождения // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1982. - С. 83-85.

75. Оценка состояния массива комплексом методов в условиях новых калийных рудников Верхнекамского и Индерского месторождений / Полянина Г.Д., Коротаев В.Ф., Паньков A.A. и др. // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1980. - С. 158-164.

76. Полянина Г.Д., Налимова Е.Г. Влияние влажности на сорбционную емкость калийных солей // Совершенствование разработки калийных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1987. - С. 65-72.

77. Лаптев Б.В. Использование электрометрического метода для выявления аномальных зон // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. -Пермь, 1978.-С. 23-29.

78. Паньков A.A. О новой методике подземного электрического зондирования // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1982. -С. 109-111.

79. Никитин М.Г., Галкин В.Ф., Вишняков Э.Х. Перспективы применения радиолокационного метода на калийных месторождениях // Геофизические аспекты изучения геологического строения месторождений калийных солей: Сб. научн. тр. Л., 1989. - С. 107-112.

80. Borehole Radar Probing in Salt Deposits / Mundry E., Thierbaoh R., Sender F., Weichart H. // Sixth Intern. Symp. On Salt. USA, 1983. Alexandria: The Salt Institute. 1985. - Vol. I. - P. 585-599.

81. Annan A.P., Davis J.L., Gendzwill D. // Geophysics. 1988. - Vol.53. - № 12.-P. 1556-1564.

82. Gendzwill D. Interpretation of electromagnetic surveys in potash mines // Potash 83: Proc. 1-st Intern. Conf. Saskatoon, Oct. 3-5 1983. Toronto, 1983. - P. 143-148.

83. Полянина Г.Д. Научное обоснование и разработка безопасных методов ведения горных работ в соляных породах в условиях газовыделений и газодинамических явлений: Автореф. дис.д-ра техн.наук. -Л., 1990. 40 с.

84. Медведев И.И., Полянина Г.Д. Газовыделения на калийных рудниках. -М.: Недра, 1974.- 168 с.

85. Кириченко A.C. Прогнозирование выбросоопасности соляных пород реставрационным способом // Технология подземной разработки калийных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь: 1980. - С. 60-63.

86. Кириченко A.C. Разработка метода прогнозирования и совершенствования способов предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках: Автореф. дисс. д-ра техн. наук. С.-Пб.: 1992. - 47 с.

87. Вислобоков A.A. Разработка метода и средств оперативного контроля выбросоопасности на основе изучения акустической эмиссии карналлитовых руд при их растворении: Автореф. дисс. к-та техн. наук. -М.: 1989. —19 с.

88. Специальные мероприятия по безопасному ведению горных работ на Верхнекамском месторождении калийных солей в условиях газового режима. Пермь, 1993. - 36 с.

89. Полянина Г.Д., Коротаев В.Ф., Жихарев С.Я. О применении сейсмо-акустического метода прогноза газодинамических явлений при системеразработки камер с податливыми целиками // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1982. - С. 81-83.

90. О возможности прогнозирования выбросоопасности калийных пластов термометрическим способом / Былино JI.B., Ливенский B.C., Поликарпов В.А. и др. // Технология и безопасность горных работ в калийных рудниках: Сб. научн. тр. Пермь, 1985. - С. 108-112.

91. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989. - 367 с.

92. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект основа новой информационной технологии: Сер. Академические чтения. - М.: Наука, 1988. - 280 с.

93. Симанков B.C., Луценко Е.В. Адаптивное управление сложными системами на основе теории распознавания образов: Монография (научное издание) /Техн. ун-т Кубан. гос. технол. ун-та. Краснодар, 1999. -318 с.

94. ЮЗ.Андрейко С.С., Галкин В.И. Региональное прогнозирование выбросо-опасных зон в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей // Совершенствование технологии разработки месторождений Западного Урала: Тез. докл. научн. конф. Пермь, 1982. - С. 36.

95. Андрейко С.С., Галкин В.И., Комков В.Ф. Применение дискриминант-ного анализа для прогнозирования выбросоопасных зон // Калийная промышленность: Научн.-техн. реф. сб. М.: НИИТЭХИМ, 1982. -С. 18-21.

96. Андрейко С.С. Создание модели регионального метода прогнозирования выбросоопасности калийных пород с помощью ЭВМ // Применение вычислительной техники в научных исследованиях и производстве: Тез. докл. научн. конф. Пермь: ЦНТИ, 1984. - С. 22.

97. Андрейко С.С., Шаманский Г.П., Лаптев Б.В. Многомерные статистические критерии классификации газодинамических явлений на рудниках

98. Верхнекамского калийного месторождения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1985. - № 1. - С. 85-91.

99. Андрейко С.С. Оценка вероятности правильного отнесения калийных пластов к выбросоопасным и невыбросоопасным зонам // Контроль, прогнозирование и управление состояния пород в калийных рудниках. — Л., 1985.-С. 103-104.

100. Андрейко С.С. Выбор информативных признаков при региональном прогнозировании выбросоопасности // Статистические модели классификации и их практическая реализация на ЭВМ. Пермь: ПГУ, 1986. -С. 36-38.

101. Андрейко С.С. Определение интервала опробования калийных пластов при локальном прогнозировании выбросоопасности // Разработка соляных месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1986. - С. 101-104.

102. Ш.Ковалев О.В., Андрейко С.С. Многомерная статистическая модель регионального прогноза выбросоопасности калийных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1987. - № 3. - С. 92-97.

103. Ковалев О.В., Андрейко С.С., Немтин Г.Н. Диагностика состояния соляных пород методами многомерного статистического анализа // Обзор, инф. Сер. "Калийная промышленность". М.: НИИТЭХИМ, 1988. -32 с.

104. ПЗ.Абусев Р.А., Лумельский Я.П. Статистическая групповая классификация. Пермь, 1987. - 190 с.

105. Классификация и снижение размерности / С.А.Айвазян, В.М.Бухштабер, И.С.Енюков, Л.Д. Мешалкин. М.: Финансы и статистика, 1989. - 606 с.

106. Гирко В.Л. Многомерный статистический анализ. — Киев: Выща шк., 1988.-320 с.

107. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания. М.: Высш. шк., 1984.-207 с.

108. Классификация и кластер. М.: Мир, 1980. - 389 с.

109. Фомин А.Я., Тарловский Г.Р. Статистическая теория распознавания образов. М.: Радио и связь, 1988. - 264 с.

110. Титаренко Б.П., Харин Ю.С., Степанова М.Д. Робастное оценивание: Методы, алгоритмы и программы. М.: Финансы и статистика, 1992. -256 с.

111. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ. М.: Мир, 1982.-488 с.

112. Епаненчиков В.А. Непараметрическая оценка многомерной плотности вероятностей // Теория вероятностей и ее применение. М., 1969. - Т. 14, вып.1.-С. 156-160.

113. Фукунага К. Введение в статистическую теорию распознавания образов. -М.: Наука, 1979.-367 с.

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

115. Хьюбер П. Робастность в статистике. М.: Мир, 1984. - 304 с.

116. Хампель Ф., Рончетти Э., Рауссеу П. Робастность в статистике. М.: Мир, 1989.-512 с.

117. Харин Ю.С. Робастность в статистическом распознавании образов. -Мн.: "Университетское", 1992.-232 с.

118. Андрейко С.С., Иванов О.В. Сравнительная оценка классического и ро-бастного дискриминантного анализа при решении задач прогноза вы-бросоопасных зон // Горная механика: научно-технический журнал. — 2002.-№3-4.-С. 30-33.

119. Иванов О.В. Выбор математической модели при решении задачи прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям // Проблемы комплексного мониторинга на месторождениях полезных ископаемых: Сб. докл. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2002. - С. 172-175.

120. Андрейко С.С., Шаманский Г.П. О региональной и локальной зональности газодинамических явлений на Верхнекамском месторождении калийных солей // Разраб. калийн. месторождений: Сб. научн. тр. Пермь, 1984.-С. 86-95.

121. Иванов О.В. Методика прогноза зон, опасных по газодинамическим явлениям, для условий рудников ОАО "Уралкалий" // Горное эхо: вестник Горного института УрО РАН. 2003. - № 2(12). - С.7-10.

Информация о работе

Иванов, Олег Васильевич
кандидата технических наук
Пермь, 2005
ВАК 25.00.20

Диссертация

Прогнозирование газодинамических явлений при разведке и разработке сильвинитовых пластов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы