Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Развитие методов геомеханического обеспечения скважинной гидродобычи угля

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Развитие методов геомеханического обеспечения скважинной гидродобычи угля"

На правах рукописи 004614^0 .

ЕСИНА Екатерина Николаевна

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ УГЛЯ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 НОЯ 2010

Москва 2010

004614248

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте проблем комплексного освоения недр РАН, отдел Научной информации и проблем управления освоением недр

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

ИОФИС Михаил Абрамович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

БОБИН Вячеслав Александрович

кандидат технических наук, доцент ЯКОВЛЕВ Павел Владимирович

Ведущая организация: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности»

Защита состоится «24» ноября 2010 г. в 10 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 002.074.02 при Учреждении Российской академии наук Институте проблем комплексного освоения недр РАН по адресу: 111020, г.Москва, Крюковский тупик, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Институте проблем комплексного освоения недр РАН.

Автореферат разослан « ^» РР^иЯ^^/и^ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

докт. техн. наук

И.В. Милетенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы.

Возрастающая потребность во всех видах минерального сырья и топлива требует вовлечения в разработку более бедных и залегающих в сложных горно- и гидрогеологических условиях месторождений. Эксплуатация таких месторождений традиционным подземным способом не всегда безопасна и экономична. Их эффективная разработка возможна скважинными методами'добычи, позволяющими вести процесс извлечения полезных ископаемых без присутствия людей в очистном забое. Скважинная гидродобыча (СГД) является одной из физико-химических технологий, в которой гидравлическая энергия, подводимая через скважины, используется для разрушения горных пород в призабойной зоне, приготовления пульпы и для выдачи разрушенного материала на поверхность. ■

Особенно перспективен этот способ при разработке сильно обводненных и высокозольных угольных пластов, отработка которых традиционным подземным способом, как правило, низкорентабельна или даже совсем нерентабельна. К таким месторождениям относится, в частности, Подмосковный угольный бассейн.

До настоящего времени исследовательские работы посвящались преимущественно вопросам технологии скважинной добычи полезных ископаемых, и совершенно недостаточно внимания уделялось изучению геомеханических особенностей этого способа. Между тем на процесс и параметры скважинной разработки полезных ископаемых большое влияние оказывают сдвижение и деформации горных пород. В связи с этим, геомеханическое обеспечение СГД полезных ископаемых является необходимым как для прогнозирования процессов подработки объектов и своевременного принятия мер по их защите, так и для управления технологическими процессами при СГД.

Поэтому особый интерес представляет изучение особенностей геомеханических процессов при геотехнологических методах добычи, одно из принципиальных отличий которых от традиционных технологий заключается в дистанционности процесса выемки и связанного с этим отсутствия возможности визуального контроля проявлений процесса сдвижения непосредственно в забое. При этом основным вопросом геомеханического обеспечения СГД является определение местоположения и размеров выработанного пространства

косвенным путем, например, на основании наблюдений за сдвижением и деформациями земной поверхности.

Таким образом, во всех указанных группах вопросов возникла необходимость в проведении более детальных исследований и разработки новых методов определения местоположения и размеров выработанного пространства, прогнозирования и контроля сдвижений и деформаций горных пород и использования полученных данных для управления технологическими процессами с целью повышения безопасности и эффективности горных работ.

Настоящая работа содержит результаты исследований, полученных автором в процессе выполнения НИР Учреждения Российской академии наук Института проблем комплексного освоения недр РАН в качестве исполнителя в соответствии с программой фундаментальных исследований по темам 7.7, 7.11, 7.13 «Геомеханические, гидродинамические и газодинамические процессы в техногенно изменяемых массивах горных пород» на 2007-2009 гг.

Целью работы является развитие существующих и создание новых методов прогноза и контроля геомеханического состояния массива горных пород при СГД угля на базе установленных закономерностей развития геомеханических процессов.

Основные задачи исследований:

1. Установление закономерностей развития геомеханических процессов и взаимоположения характерных точек мульды сдвижения и границ выработанного пространства.

2. Развитие методов определения параметров выработанного пространства при СГД путем использования результатов инструментальных наблюдений за развитием деформационных процессов на земной поверхности.

3. Разработка методов расчета ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности с учетом специфических особенностей СГД.

Идея работы заключается в получении и использовании оперативной информации о характере и параметрах геомеханических процессов в толще горных пород и на земной поверхности путем решения обратной задачи геомеханики, базирующейся на установленных закономерностях взаимосвязи деформаций земной поверхности и формирования выработанного пространства.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий анализ и обобщение имеющегося

опыта применения СГД для добычи полезных ископаемых, лабораторные изучения геомеханических процессов при СГД на моделях и стендах, сопоставление результатов расчета с данными натурных наблюдений и оценку их точности.

Основные защищаемые положения:

1. При скважинной гидродобыче угля в пласте образуется полость, имеющая в вертикальном сечении вначале треугольную, а затем трапециевидную форму, при этом взаимоположение характерных точек мульды сдвижения и образующейся при СГД полости сохраняется таким же, как и при традиционных способах добычи.

2. Установленные зависимости местоположения характерных точек мульды сдвижения от местоположения выработанного пространства позволяют использовать их для решения обратной геомеханической задачи, то есть определять его параметры по данным наблюдений на земной поверхности.

3. Разработанный в диссертации новый метод расчета деформаций горных пород и земной поверхности, в котором впервые учитываются специфические особенности скважинной гидродобычи угля, выражающиеся в уменьшении мощности выработанного пространства от его центра к границам, позволяет существенно повысить точность определения величин деформаций в точках мульды сдвижения.

4. Погрешность определения местоположения и размеров выработанного пространства уменьшается по степенной зависимости от количества используемых критериев, при этом оптимальным является использование одновременно трех критериев.

Научная новизна:

1. Выдвинута и экспериментально подтверждена гипотеза о косоугольной в вертикальном сечении форме полости, образующейся в угольном пласте при СГД, и показано, что при такой форме ее влияние на земную поверхность существенно меньше, чем при традиционной прямоугольной форме выработанного пространства.

2. Установлены взаимозависимости параметров выработанного пространства, образующегося в угольном пласте при СГД, и местоположения характерных точек мульды сдвижения на земной поверхности.

3. Обоснован и разработан новый метод расчета деформаций земной поверхности, впервые позволяющий учитывать косоугольную форму выработанного пространства, образующегося при СГД.

4. Установлено оптимальное количество критериев, используемых для определения местоположения и размеров выработанного пространства при СГД.

Достоверность научных положений и выводов основана на использовании современных методов исследований, базирующихся на последних достижениях в области геомеханики, подтверждена лабораторными испытаниями на моделях и стендах, сходимостью полученных результатов с данными натурных наблюдений.

Практическая ценность работы заключается в том, что для повышения безопасности и эффективности ведения горных работ разработаны методические рекомендации по геомеханическому обеспечению скважинной гидродобычи угля, позволяющие прогнозировать ожидаемые сдвижения и деформации земной поверхности, дистанционно определять местоположение и параметры выработанного пространства при СГД и оперативно управлять геомеханическими процессами при добыче.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований обсуждались на научных симпозиумах «Неделя горняка - 2009, 2010» (Москва, МГГУ), на секционных заседаниях 5-й и 6-й международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (Москва, УРАН ИПКОН РАН, 2008-2009), на XIX Международной научной школе им. академика С.А. Христиановича (Алушта, 2009), на II Международной научно-технической конференции «Горная геология, геомеханика и маркшейдерия» (Украина, г.Донецк, 2009), на XLVI научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов инженерного факультета «Современные инженерные технологии» (Москва, РУДН, 2010 г.), на Международной выставке Brussels Innova 2009 Brussels Expo - Hall 2 с присуждением серебряной медали (Бельгия, Брюссель), на 7-й международной выставке «Недра-2010» (Москва).

Публикации Результаты исследований отражены в 9 опубликованных работах, 3 их которых - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 142 страницах

машинописного текста, содержащих 45 рисунков, 13 таблиц, список литературы из 105 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В работе использованы фундаментальные труды таких выдающихся ученых, как Н.В. Мельников, К.Н. Трубецкой, В.Ж. Арене, С.Г. Авершин, И.А. Турчанинов, Д.Р. Каплунов, A.A. Пешков, А.Д. Рубан, С.Д. Викторов, C.B. Кузнецов, М.В. Рыльникова, М.А. Иофис, В.И. Стрельцов, а также теоретические и экспериментальные исследования В.А. Бобина, H.H. Казакова, В.Н. Одинцева, В.М. Закалинского, Г.В. Орлова, В.К. Капралова, Е.В. Крейнина, В.Н. Казака, Я. Шевчика, В.И. Колесникова, П.В. Яковлева и ряда других ученых.

В работе получил развитие метод геомеханического обеспечения принципиально нового способа скважинной гидродобычи полезных ископаемых, разработанного в УРАН ИПКОН РАН (под руководством академиков К.Н. Трубецкого и В.А. Чантурия), который коренным образом отличается от традиционных способов СГД. Основной особенностью разработанного способа является исключение экологических последствий за счет подготовки гидросмеси в месте залегания полезного ископаемого и оставления в выработанном пространстве пустой породы.

Сущность способа заключается в следующем. При отработке месторождения полезного ископаемого, например, угля, производят мощное физическое воздействие на пласт, включая гидравлическое разрушение напорной струей воды, добиваясь дезинтеграции и перевода в забое разрушенной горной массы в гидросмесь. Полученную гидросмесь интенсивно перемешивают, а затем отстаивают, при этом осаждение тяжелой ее части происходит под собственным весом пустой породы на дно вымытой полости. После осаждения тяжелой части пульпу полезного ископаемого транспортируют по трубам на поверхность к потребителю и на обогатительную фабрику для брикетирования.

Данный способ позволяет осуществлять непрерывный процесс добычи полезного ископаемого, обогащения и доставки его к потребителю в автоматическом режиме без выдачи отходов обогащения на поверхность. При этом негативные особенности Подмосковного угольного бассейна превращаются в его достоинства. Большая обводненность бассейна позволяет использовать имеющиеся

на месторождении воды для технологических процессов, а пропластки сланцев, песчаников и других пород - для естественной закладки выработанного пространства.

В ходе исследований установлено, что при скважинной гидродобыче образуется полость вначале треугольной формы в вертикальном сечении, а затем по мере выемки полезного ископаемого - трапециевидной формы.

Важным параметром, определяющим форму выработанного пространства, является угол стока водоугольной суспензии (V), образующийся при добыче полезного ископаемого указанным способом. Механизм образования угла V был предметом лабораторных исследований.

Рис. 1. Зависимость угла стока водоугольной суспензии (в градусах) от расстояния между забоем скважины и кровлей пласта (в метрах): ♦ - экспериментальные данные, — - аналитическая аппроксимация экспериментальной зависимости.

Исследования показали, что угол стока раздробленной увлажненной породы зависит от расстояния забоя скважины от кровли пласта.

Полученную экспериментальную зависимость значения угла стока водоугольной суспензии от глубины забоя скважины ниже кровли пласта (рис. 1) можно аппроксимировать аналитическим выражением гиперболического вида:

"-'••гга-. (,)

т

где Ит- расстояние забоя скважины от кровли пласта, м.

При изучении влияния выработанного пространства на земную поверхность установлено, что характерные точки мульды сдвижения при треугольной в сечении форме выработанного пространства при СГД занимают то же положение на земной поверхности, что и при традиционной прямоугольной форме выработанного пространства.

Отличительной особенностью геомеханического обеспечения СГД является дистанционность процесса выемки полезного ископаемого и связанное с этим отсутствие возможности визуальных наблюдений и регистрации проявлений процесса сдвижения непосредственно в очистном забое. При этом с целью установления параметров процесса сдвижения и своевременного прогнозирования сдвижения земной поверхности необходимо определять местоположение и размеры выработанного пространства косвенным путем.

При традиционных способах добычи решается прямая задача геомеханики: по известным параметрам выработанного пространства (форме, размерам и местоположению) определяются расчетным путем ожидаемые сдвижения и деформации земной поверхности, которые затем сравниваются с фактическими данными наблюдений на земной поверхности и с допустимыми их значениями.

При СГД параметры выработанного пространства определяются по наблюдаемым сдвижениям и деформациям земной поверхности на основании использования установленных закономерностей развития геомеханических процессов, то есть решая обратную геомеханическую задачу. Так, в зависимости от соотношения местоположения характерных точек мульды сдвижения и границ выработанного пространства можно определять параметры выработки - местоположение, размеры и форму и т.д.

Пересечения линий, проведенных от характерных точек мульды сдвижения под соответствующими углами влияния, которые определяются при решении прямой задачи геомеханики, при СГД (при решении обратной reo механической задачи) указывают на положение границы выработанного пространства.

В ходе анализа данных многолетних наблюдений на многих угольных шахтах были исследованы зависимости углов наклона линий, соединяющих границу выработанного пространства с характерными точками мульды сдвижения, от основных влияющих факторов. В настоящее время методы определения параметров

выработанного пространства при скважинных способах добычи

базируются преимущественно на взаимосвязи местоположения максимальных наклонов в мульде сдвижения с границей выработанного пространства.

Под углом максимального влияния наклонов на положение выработанного пространства сг/ понимают внешний относительно

выработанного пространства угол наклона линии, соединяющей интервал на участке земной поверхности с максимальным наклоном и границу выработанного пространства.

Анализ наблюдений показал, что местоположение точки с максимальным наклоном в мульде сдвижения относительно границы выработанного пространства зависит от коэффициента подработанности земной поверхности п, глубины ведения горных работ Я и вынимаемой мощности полезного ископаемого т.

Установлена следующая зависимость значений угла сп от указанных факторов:

сг, = 90° + агс1ё ^ + Уп, (2)

где Я - глубина ведения горных работ, м;

п - коэффициент подработанности земной поверхности; т - вынимаемая мощность пласта, м;

с - коэффициент, зависящий от свойств горных пород; определяется соотношением:

где / - коэффициент крепости по М. М. Протодьяконову.

Однако точность определения местоположения выработанного пространства только по углу сг, недостаточна, для ее повышения

нами была исследована возможность применения граничного угла 80.

В результате аналитической обработки результатов наблюдений за сдвижением горных пород и материалов нормативных документов выявлена зависимость граничного угла 80 от прочностных свойств горных пород (рис. 2).

Эту зависимость можно аппроксимировать аналитическим выражением вида:

<50 =40° + 12,5°77- (4)

Использование этой зависимости позволит существенно повысить точность определения местоположения выработанного пространства.

{

Рис. 2. Зависимость граничного угла 80 от коэффициента крепости пород /

Одним из основных вопросов геомеханического обеспечения СГД является расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности, поскольку традиционные методы расчета имеют ограниченное применение для выработанного пространства, имеющего косоугольную форму в сечении (рис. 3). Поэтому потребовалось разработать специальный метод расчета ожидаемых деформаций земной поверхности, позволяющий учитывать специфику образования выработанного пространства при СГД.

В основу метода положены классические положения о влиянии элементарных объемов выработанного пространства на земную поверхность и метод типовых кривых, но с существенными изменениями и дополнениями.

Как было упомянуто ранее, выработанное пространство имеет треугольную форму в вертикальном сечении (рис. 3). В связи с этим выработка оказывает неравномерное влияние на поверхность, то есть вынимаемая мощность меняется от геологической до нуля.

Оседание % в точке земной поверхности с относительной координатой г определяется из выражения:

»7, (5)

где 7т = (7о'т ' максимальное оседание земной поверхности в мульде сдвижения, то есть

Т]г = д0 - т-,

(6)

где до - относительное максимальное оседание при полной подработке земной поверхности;

т - максимальная вынимаемая мощность пласта, м. Для расчета деформаций земной поверхности в этих условиях выработанное пространство разбивается на элементы ¡¡, ¡2, ¡¡... Величина мощности элементов т, уменьшается от центра выработанного пространства к границам в линейной зависимости т{ = (1-г)т.

0,9 т

0,5 т

0,3т

0,1га

Рис. 3. Схема изменения мощности выработанного пространства при СГД.

При этом оседания находятся в следующей зависимости от вынутой мощности т:

(7)

или

(8)

Наклоны и кривизна мульды сдвижения определяются во всех перечисленных методах как первая и вторая производные от кривой мульды оседания. Горизонтальные деформации - первая производная от функции горизонтальных сдвижений.

Деформации земной поверхности определяются по следующим зависимостям распределения деформаций в мульде сдвижения: -наклоны (9)

- кривизна

- горизонтальные сдвижения £ •( 1-г),

К, =^.(5;.(1-г)-о,2-5/),

- горизонтальные деформации Ег -

0,5-05-т]т

(10)

(11) (12)

где т]г, г'г, К„ £ - соответственно оседание, наклон, кривизна, горизонтальное сдвижение и относительная горизонтальная деформация в

точке с абсциссой х (начало координат в точке максимального оседания), Ь - длина полумульды, г=х/Ь - текущая относительная координата в полумульде сдвижения.

Правомерность данного метода подтверждается результатами наблюдений за сдвижением земной поверхности на польских рудниках при подземной выплавке серы. В результате сравнения деформаций, определенных по двум методикам (рис. 4), видно, что сдвижения земной поверхности при СГД носят более плавный характер, а деформации уменьшаются до 30 % по сравнению с традиционными способами добычи.

а)

Оседания

- - «Традиционная методик« — - Разработанная методика для СГД ....... Данные натурных наблюдений

б)

Наклоны

• - « .Традиционная методика — Разработанная методика для СГД-Данные натурных наблюдений

Рис. 4. Сравнение результатов расчета деформаций, полученных по традиционной методике и по методике, разработанной для СГД, с данными натурных наблюдений: а) оседания; б) наклоны.

Путем обработки материалов многолетних натурных наблюдений за сдвижением земной поверхности в ходе подземной

разработки угольных месторождений нами исследована погрешность определения местоположения выработанного пространства по разным видам и разному количеству критериев.

В качестве показателя, характеризующего погрешность определения местоположения выработки, используется показатель:

/ . = 4г' (1з)

н

где / - линейное отклонение истинной границы выработки от определенной по углам максимального влияния (рис. 5);

Я - средняя глубина ведения горных работ.

Установлено, что с увеличением количества используемых критериев растет точность определения местоположения выработки. Использование в качестве одного из критериев граничного угла 50 Рис. 5. Схема к' определению значительно увеличивает местоположения выработанного точность прогноза

пространства по характерным расположения выработанного точкам мульды спвижения. пространства.

Зависимости относительной погрешности определения границ выработанного пространства от количества используемых критериев можно аппроксимировать аналитическими выражениями:

- при учете влияния граничного угла прослеживается степенная зависимость:

/О=0,06-Г°'9; (14)

- без учета этого критерия - параболическая зависимость:

/0 = -0,002 • к2 - 0,004 • к + 0,07 , (15)

где к - количество одновременно используемых критериев.

Установлено, что оптимальным при решении обратной задачи геомеханики является использование одновременно трех видов деформаций с учетом в качестве одного из критериев влияния граничного угла на местоположение выработанного пространства. Дальнейшее увеличение числа критериев не оказывает существенного влияния на повышение точности определения местоположения выработанного пространства (рис. 6).

0,01

о

о

Количество используемых критериев

'Без учетавпнянчя граничного угпа

•Сучетой влияния фзнмчмого угла

Ч

Рис. 6. Зависимость относительной погрешности определения границ выработанного пространства от количества используемых критериев.

Для прогнозирования обрушения кровли пород в выработанное пространство и соответственно обеспечения безопасного ведения горных работ необходимо определить критериальные признаки, предшествующие потере устойчивости кровли. Так, по методу профессора В.Д. Слесарева трещины в наиболее опасном сечении появляются в условиях, когда растягивающие напряжения в нижнем волокне опасного сечения достигнут пределов прочности на разрыв. Одним из недостатков метода В.Д. Слесарева является невозможность контроля состояния кровли выработанного пространства и управления этим состоянием на основании результатов инструментальных наблюдений. Для устранения этого недостатка нами более подробно рассмотрено влияние изгиба слоистого массива горных пород на характер и величины его деформаций.

Установлена зависимость предельного пролета от наблюдаемых горизонтальных деформаций на земной поверхности и прочностных свойств горных пород:

где к - мощность слоев кровли, м;

е - горизонтальные деформации слоя толщи горных пород; Е - модуль упругости, МПа; *т<и ~ максимальные касательные напряжения, МПа. Используя установленную зависимость для общего случая (16) и для случая с критическим значением горизонтальных деформаций

(16)

£крит = 5 • 10 3 и соответствующим ему значением первого

/, = А ££•==£, (17)

предельного пролета /1:

0,4гт

поделив (16) на (17) сокращения, получим выражение для величины обнажения кровли выработки при измеренном значении горизонтальных деформаций Е в данный момент времени:

1 = 1^- (18)

Установлена зависимость значений горизонтальных деформаций поверхности слоя толщи горных пород ет от измеренных деформаций на поверхности %:

ц

£т=еп~> О9)

л т

где Нт - удаление толщи горных пород от плоскости пласта, м.

Данная методика позволяет оценить реальное состояние массива, контролировать деформационные процессы и прогнозировать их развитие путем сравнения измеряемых величин деформаций с их критериальными значениями, которые соответствуют реальным условиям подработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных исследований в диссертационной работе решена актуальная научная задача, состоящая в разработке методов геомеханического обеспечения скважинной гидродобычи угля, имеющая большое значение для повышения безопасности и эффективности горных работ и эксплуатации подрабатываемых объектов. Основные выводы, научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что при СГД выработанное пространство имеет косоугольную форму в вертикальном сечении.

2. Показано, что угол наклона линии, соединяющей границу выработанного пространства и точку мульды сдвижения с максимальным наклоном, зависит от коэффициента подработанности земной поверхности, глубины ведения горных работ и крепости горных пород. Установлена зависимость его значения от влияющих факторов.

3. Получила развитие методика решения обратной геомеханической задачи, которая основывается на использовании нескольких критериев при определении местоположения выработанного пространства. Установлено, что точность определения параметров выработки повышается по степенной зависимости от количества одновременно используемых характерных точек мульды сдвижения. При этом оптимальным является использование одновременно трех видов деформаций с учетом в качестве одного из критериев влияния граничного угла на местоположение выработанного пространства.

4. Разработан новый метод расчета ожидаемых сдвижений и деформаций горных пород и земной поверхности, в котором впервые учитывается особенность формы выработанного пространства при СГД, заключающаяся в уменьшении вынимаемой мощности пласта от центра выработки к ее границам.

5. Разработана методика определения состояния кровли выработанного пространства, позволяющая оценивать реальное состояние массива в заданный момент времени, контролировать деформационные процессы и прогнозировать их развитие путем сравнения измеряемых величин деформаций с их критериальными значениями, которые соответствуют реальным условиям подработки.

6. Разработаны методические рекомендации по геомеханическому обеспечению скважинной гидродобычи угля для горных предприятий.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах автора:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Есина Е. Н. Особенности геомеханического обеспечения скважинной гидродобычи полезных ископаемых. Маркшейдерский вестник, № 5 - 2008 г. С. 31-32.

2. Иофис М. А., Есина Е. Н. Пути повышения безопасности при скважинной гидродобыче полезных ископаемых. Безопасность труда в промышленности, № 2 - 2009 г. С. 14-15.

3. Есина E.H. Особенности управления геомеханическими процессами при скважинной гидродобыче угля. Маркшейдерия и недропользование, № 4 - 2010г. С. 7-8.

В прочих издания:

4. Ильин А. М., Иофис М. А., Есина Е. Н. Пути снижения рисков возникновения аварийных ситуаций при добыче полезных ископаемых//Промышленная безопасность. Избранные научные труды/Колл. авт. - М.: НТЦ <Промышленная безопасность^ 2007. -309-313 с.

5. Есина Е. Н. Особенности определения местоположения и размеров выработанного пространства при скважинной гидродобыче. Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. Материалы 5 научной школы молодых ученых и специалистов. 11-14 ноября 2008 г. - М: УРАН ИПКОН РАН, 2008. ISBN - 5 - 201 - 15600 - 2. С. 106 -110.

6. Есина E.H. Исследование зависимости взаимного положения характерных точек мульды сдвижения и границ выработанного пространства. Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках: Материалы XIX Международ, науч. школы. - Симферополь: Таврич. нац. ун-т, 2009. С. 104-106.

7. Иофис М.А., Есина E.H. Методика геомеханического обеспечения скважинной гидродобычи. НАУКОВ1 ПРАЦ1 УКРНДМ1 HAH УКРА1НИ. Випуск 5 (частина I) / Пщ заг. ред. А.В.Анциферова. -Донецк, УкрНДМ1 HAH Укра'ши, 2009. С. 106-113.

8. Кошелев В.Н., Есина E.H. Перспективы использования ресурсов Подмосковного угольного бассейна с помощью скважинной гидродобычи. Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. Материалы 6 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. 16-20 ноября 2009 г. - М: УРАН ИПКОН РАН, 2009. С. 146-149.

9.Иофис М.А., Есина E.H.. Совершенствование методов оценки состояния кровли горных выработок. Горная геомеханика и маркшейдерское дело: сборник научных трудов. - СПб.: ВНИМИ, 2009.-С. 103-108.

Лицензия ЛР №21037. Подписано в печать с оригинал-макета 15.10.2010 г. Формат 60x84 1/16. Бумага «Mega Сору Office». Печать офсетная. Набор компьютерный. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 182.

Издание КПКОН РАН 111020 г. Москва, Крюковский тупик, д. 4

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Есина, Екатерина Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ (СГДУУГЛЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Основные особенности СГД угля.

1.2. Технология СГД угля.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ СГД И ЗАДАЧИ; РЕШАЕМЫЕ ИМИ.

1.3. Состояние изученности предмета СГД угля.

1.4. Технологическая основа нового способа подземной гидравлической разработки месторождений твердых полезных ископаемых.

1.5. Особенности сдвижения горных пород и земной поверхности при СГД полезных ископаемых.

1.6. Анализ существующих геомеханических методов обеспечения, скважинной разработки полезных ископаемых.

Выводы.по главе.

ГЛАВА 2: ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧЕК В МУЛЬДЕ СДВИЖЕНИЯ И ИХ ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ПОЛОЖЕНИЯТРАНИЦ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА.

2.1. Факторы, влияющие на характер сдвижения горных пород и земной поверхности при СГД.

2.2. Характеристика распределений деформаций в мульде сдвижения при СГД.

2.3. Исследование отставания процесса сдвижения земной поверхности от сдвижениятюрод кровли.

2.4. Исследование зависимости распределения характерных точек мульды сдвижения от параметров выработанного пространства.

2.4.1. Исследование закономерностей распределения углов максимального влияния наклонов в мульде сдвижения.

2.4.2. Исследование закономерностей распределения углов максимального влияния кривизны.

2.4.3. Исследование закономерностей распределения углов максимального влияния горизонтальных деформаций.

2.4.4. Исследование зависимости распределения граничных углов от прочностных свойств пород.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА ПРИ СГД УГЛЯ.

3.1. Исследование точности определения местоположения. выработанного пространства при решении обратной задачи геомеханики.

Выводьшо главе.

ГЛАВА 4. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СГД.

4.1. Особенности геомеханического обеспеченияпрИ'СГД.

4.2. Моделирование процесса СГД в лабораторных условиях и исследование механизма образования-угла стока водоугольной суспензии.

4.3. Разработка методики расчета ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности при СГД.

4.4. Совершенствование методов оценки состояния кровли выработанного пространства при СГД.

4.5. Методы управления полнотой извлечения полезного ископаемого из недр при скважинной гидродобыче угля.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ОРГАНИЗАЦИЯТЕОМЕХАНИЧЕСКОГО

МОНИТОРИНГА ПО КОНТРОЛЮ ЗА СОСТОЯНИЕМ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ; МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД И ПРОИСХОДЯЩИМИ В НИХ ДЕФОРМАЦИОННЬ1МИ ПРОЦЕССАМИ

ПРИ ОСВОЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕТОДОМ СГД;.

5.1. Основные этапььпроведения инструментальных исследований геомеханического состояния массива при скважинных методах добычи полезных ископаемых.

5.2. Особенности геомеханического мониторинга.

5.3. Составление прогноза ожидаемых деформаций.

5.4. Особенности организации геомеханического мониторинга при СГД

5.5. Контроль параметров выработанного пространства.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Развитие методов геомеханического обеспечения скважинной гидродобычи угля"

Горная промышленность по сравнению с другими отраслями производства характеризуется высокой фондоемкостью и трудоемкостью производства, необходимостью постоянного восполнения выбывающих запасов- мощностей предприятий, длительностью и низким уровнем, окупаемости инвестиций, сравнительно высокой'экологической нагрузкой на среду, зависимостью экономических показателей от природных факторов: Влияние горных работ на окружающую среду характеризуется техногенным воздействием на все ее элементы. Под разработку месторождений открытым способом отводятся большие территории, значительно превышающие непосредственно площади самих месторождений. Разрушая горный массив, земную поверхность, открытые работы в наибольшей степени изменяют природный ландшафт. Разработка, месторождений полезных ископаемых подземным способом, требуя существенно меньших затрат территорий'под горный отвод, не вызывает значительных нарушений и изменений ландшафтов, но может существенно изменить земную поверхность благодаря сдвижению массивов налегающих горных пород, вероятно и нарушение естественного режима подземных вод. Деформация земной поверхности ведет к повреждению и разрушению наземных объектов и подземных коммуникаций.

Наиболее радикальным способом повышения безопасности ведения горных работ, улучшения экологических показателей горнодобывающей-промышленности и увеличения конкурентоспособности товарной продукции является расширение арсенала методов добычи. Новые технологии должны сокращать сроки строительства при относительно небольших капитальных вложениях. Высокая производительность и качество получаемого минерального продукта должны обеспечивать рентабельную работу предприятий, быструю окупаемость вложенных средств, сохранение природной ценности окружающей среды [1-6].

Возрастающая потребность, во всех видах минерального сырья и топлива требует вовлечения' в разработку более бедных и залегающих в сложных гидрогеологических условиях месторождений. Эксплуатация таких месторождений традиционным подземным способом неэкономична. Связано это с горно-геологическими условиями на больших глубинах, опасными проявлениями горного давления, высокими температурами и, как следствие, значительным увеличением* затрат на поддержание и проветривание выработок. Эффективная разработка таких месторождений возможна-скважинными методами физико -химическои геотехнологии (ФХГ) добычи, позволяющими вести процесс извлечения полезных ископаемых непосредственно на месте их залегания, исключив присутствие людей и трудоемкие производственные операции под землей. Эти методы в настоящее время имеют ограниченное применение, но, как отмечал акад. Н'.В". Мельников, станут в ближайшие десятилетия основой технического прогресса при добыче многих полезных ископаемых [7].

В настоящее время наибольшее применение нашли следующие геотехнологические методы:

1. Подземное выщелачивание - метод добычи подземных ископаемых избирательным растворением их химическими реагентами на месте залегания с извлечением на поверхность продукционных растворов. Подземное выщелачивание относится- к фильтрационным процессам и основано на химических реакциях «твердое тело - жидкость». В основном оно применяется для добычи цветных, редких и радиоактивных металлов. Бактериальное выщелачивание - метод интенсификации выщелачивания с помощью микроорганизмов [8].

2. Подземное растворение - метод добычи полезного ископаемого растворением его на месте залегания. Применяется для разработки соляных месторождений и создания подземных емкостей.

3. Подземная газификация - метод добычи полезных ископаемых путем перевода их в газообразное состояние. Например, подземная газификация угля - термохимический процесс перевода угля в. газ, пригодный для энергетических и химико-технологических целей, идея которого принадлежит Д. И. Менделееву (1888г.) [9].

4. Подземная выплавка - метод добычи легкоплавких минералов посредством подачи теплоносителя- по скважинам в залежь и извлечение полезного компонента на поверхность в виде расплавов. Применяется для? добычи серы (метод Фрэша), вязких углеводородов.

5. Скважинная гидродобыча - метод добычи, основанный на приведении полезного ископаемого в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия-и выдачи в виде гидросмеси на поверхность.

Скважинная добыча* полезных ископаемых является одним из наиболее перспективных способов освоения месторождений минерального сырья. Основное достоинство этого способа состоит в безопасности горных работ, поскольку добыча сырья ведется без присутствия людей в- очистном забое. Его достоинством является также быстрая окупаемость капитальных затрат.

Скважинная гидродобыча (СГД) является одной из физико-химических технологий, в которой гидравлическая энергия, подводимая через скважины, используется для разрушения горных пород в призабойной зоне, приготовления пульпы и для выдачи (в ряде случаев с воздухом) разрушенного материала на поверхность. СГД используется для добычи полезных ископаемых, а также для строительства и обустройства' подземных выработок.

Основное достоинство этого метода состоит в безопасности ведения горных работ, поскольку добыча сырья ведется без присутствия людей в очистном забое.

Технология скважинной гидродобычи не только удовлетворяет поставленным требованиям, но и позволяет обеспечить новый подход к оценке сырьевой базы страны. Это связано с тем, что месторождения полезных ископаемых, залегающие в сложных горно-геологических условиях, которые технически невозможно или экономически невыгодно разрабатывать традиционным способом, при использовании способа скважинной- технологии1 могут быть вовлечены в промышленное освоение.

Особенно перспективен этот способ при разработке сильно обводненных и высокозольных угольных пластов, отработка которых традиционным подземным способом, как правило, низкорентабельна или даже совсем нерентабельна. К таким месторождениям относится, в частности, Подмосковный угольный г бассейн [10,11,]. Одновременно при,этом решается вопрос обеспечения Московского региона энергетическими1 ресурсами. В настоящее время-уголь в регион преимущественно доставляется из Кузнецкого бассейна, затраты на транспортировку которого зачастую-соизмеримы со стоимостью самого полезного компонента. Вовлечение в повторную отработку подмосковных шахт, многие из которых затоплены, может решить такую энергетическую зависимость Московского региона от горнодобывающих предприятий других районов, обеспечив его собственными ресурсами.

Настоящая работа содержит результаты исследований, полученных автором в процессе выполнения НИР Учреждения-Российской академии наук Института проблем комплексного освоения-недр РАН в качестве исполнителя в соответствии с программой фундаментальных исследований по темам 7.7, 7.11, 7.13 «Геомеханические, гидродинамические и газодинамические процессы в техногенно изменяемых массивах горных пород» на 2007-2009 гг.

Целью работы является развитие существующих и создание новых методов прогноза и контроля геомеханического состояния массива горных пород при СГД угля на базе установленных закономерностей развития геомеханических процессов.

Основные задачи исследований:

1. Установление закономерностей развития геомеханических процессов и взаимоположения характерных точек мульды сдвижения и границ выработанного пространства.

2. Развитие методов' определения параметров выработанного пространства при СГД путем использования результатов инструментальных наблюдений за развитием деформационных процессов на земной поверхности.

3. Разработка методов расчета ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности с учетом специфических особенностей СГД.

Идея работы заключается в получении и использовании' оперативной информации о характере и параметрах геомеханических процессов в толще горных пород и на земной поверхности путем решения обратной' задачи геомеханики, базирующейся на установленных закономерностях взаимосвязи деформаций земной поверхности и формирования выработанного пространства.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий* анализ и обобщение имеющегося опыта применения СГД для добычи полезных ископаемых, лабораторные изучения геомеханических процессов при СГД на моделях и стендах, сопоставление результатов расчета с данными натурных наблюдений и оценку их точности.

Основные защищаемые положения:

1. При скважинной гидродобыче угля в пласте образуется полость, имеющая в вертикальном сечении вначале треугольную, а затем трапециевидную форму, при этом взаимоположение характерных точек мульды сдвижения и образующейся при СГД полости сохраняется таким же, как и при традиционных способах добычи.

2. Установленные зависимости местоположения характерных точек мульды сдвижения от местоположения выработанного пространства позволяют использовать их для решения обратной геомеханической задачи, то есть определять его параметры по данным наблюдений на земной поверхности.

3. Разработанный в диссертации новый метод расчета деформаций горных пород и земной поверхности, в котором впервые учитываются специфические особенности скважинной гидродобычи угля, выражающиеся-в уменьшении- мощности выработанного пространства от его- центра- к границам, позволяет существенно повысить точность определения-величин деформаций в точках мульды сдвижения:

4. Погрешность определения местоположения, и размеров выработанного пространства уменьшается по степенной' зависимости от количества, используемых критериев, при этом оптимальным является использование одновременно трех критериев.

Научная новизна:,

1. Выдвинута и экспериментально подтверждена гипотеза о косоугольной- в вертикальном сечении- форме полости, образующейся в угольном пласте при СГД, и показано,- что при такой форме ее влияние на земную поверхность существенно меньше, чем при традиционной прямоугольной форме выработанного пространства.

2. Установлены взаимозависимости параметров выработанного-пространства, образующегося в угольном пласте при СГД, и местоположения характерных точек мульды сдвижения на земной« поверхности.

3. Обоснован и разработан новый метод расчета деформаций, земной поверхности, впервые позволяющий учитывать косоугольную форму выработанного пространства, образующегося при СГД.

4. Установлено оптимальное количество критериев, используемых для определения местоположения и размеров выработанного пространства при СГД.

Достоверность научных положений и выводов основана на использовании современных методов исследований, базирующихся на последних достижениях в области геомеханики, подтверждена лабораторными испытаниями на моделях и стендах, сходимостью полученных результатов с данными натурных наблюдений.

Практическая ценность работы заключается в том, что для повышения безопасности- и эффективности ведения горных работ разработаны методические рекомендации по геомеханическому обеспечению, скважинной-, гидродобычи угля, позволяющие прогнозировать ожидаемые сдвижения и деформации земной поверхности, дистанционно определять местоположение и> параметры выработанного пространства при СГД и оперативно управлять геомеханическими процессами при добыче.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований обсуждались на научных симпозиумах «Неделя горняка — 2009, 2010» (Москва, МГГУ), на секционных заседаниях 5-й и 6-й международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (Москва, УРАН ИПКОН РАН, 2008-2009); на XIX Международной научной школе им. академика С.А. Христиановича (Алушта, 2009), на II Международной научно-технической конференции «Горная.геология, геомеханика и маркшейдерия» (Украина, г.Донецк, 2009), на XLVI научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов инженерного факультета «Современные инженерные технологии» (Москва, РУДН, 2010 г.), на Международной выставке Brussels Innova 2009 Brussels Expo - Hall 2 с присуждением серебряной медали (Бельгия, Брюссель), на 7-й международной выставке «Недра-2010» (Москва).

Публикации Результаты исследований' отражены в 9 опубликованных работах, 3 их которых - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 142 страницах машинописного текста, содержащих 45 рисунков, 13 таблиц, список литературы из 105 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Есина, Екатерина Николаевна

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных исследований в диссертационной работе решена актуальная научная задача, состоящая в разработке методов геомеханического обеспечения скважинной гидродобычи угля, имеющая большое значение для повышения безопасности и эффективности горных работ и эксплуатации подрабатываемых объектов. Основные выводы, научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что при СГД выработанное пространство имеет косоугольную форму в вертикальном сечении.

2. Показано, что угол наклона линии, соединяющей границу выработанного пространства и точку мульды сдвижения с максимальным наклоном, зависит от коэффициента подработанности земной поверхности, глубины ведения горных работ и крепости горных пород. Установлена зависимость его значения от влияющих факторов.

3. Получила развитие методика решения обратной геомеханической задачи, которая основывается на использовании нескольких критериев при определении местоположения выработанного пространства. Установлено, что точность определения параметров выработки повышается по степенной зависимости от количества одновременно используемых характерных точек мульды сдвижения. При этом оптимальным является использование одновременно трех видов деформаций с учетом в качестве одного из критериев влияния граничного угла на местоположение выработанного пространства.

4. Разработан новый метод расчета ожидаемых сдвижений и деформаций горных пород и земной поверхности, в котором впервые учитывается особенность формы выработанного пространства при СГД, заключающаяся в уменьшении вынимаемой мощности пласта от центра выработки к ее границам.

5. Разработана методика определения состояния кровли выработанного пространства, позволяющая оценивать реальное состояние массива в заданный момент времени, контролировать деформационные процессы и прогнозировать их развитие путем сравнения измеряемых величин деформаций с их критериальными значениями, которые соответствуют реальным условиям подработки.

6. Разработаны методические рекомендации по геомеханическому обеспечению скважинной гидродобычи угля для горных предприятий.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Есина, Екатерина Николаевна, Москва

1. Трубецкой КН., Каплунов Д.Р., Чаплыгин H.H. Основные положения обеспечения экологической безопасности освоения недр /ЛП Всемирный конгресс по экологии в горном деле: Тр. Конгресса Т. 1.-М., 1999.-c.3-12.

2. Трубецкой КН., Каплунов ДР., и др. Недра и обеспечение экологической безопасности их освоения //Открытые горные работы. 2001.-№1. С-7-11.

3. Трубецкой КН., Малышев Ю.Н., Иофис М.А. Геомеханическое обеспечение разработки месторождений полезный ископаемых: Докл. на IX Международном конгрессе по маркшейдерскому делу, Прага, 1994.

4. Рубан АД, Строк НИ., Скворцов А.Г. и др. Экологические проблемы подземной и открытой угледобычи. ИГД 2001. С. 198-202.

5. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли/ РАН, АГН, РАЕН, МИА; Под ред. академика К.Н Трубецкого. М.: Издательство Академика горных: наук, 1997.-478 с.

6. Трубецкой К.Н, Каплунов ДР., и др. Недра и обеспечение экологической безопасности их освоения //Открытые горные работы. 2001.-№1. С-7-11.

7. Мельников Н.В. Проблемы использования природных ресурсов.-М.: Изд. АН СССР, 1967, 53с.

8. Бахуров В. Г., Руднева И. К., Химическая добыча полезных ископаемых, М., 1972.

9. Менделеев Д. И., Соч., т. 11, JI.-M., 1949, с. 66.

10. Трубецкой К.Н., Соколов Э.М. Новые технологии добычи угля в Подмосковном бассейне. Маркшейдерский вестник, № 6 2008 г.

11. Арене В.Ж., Бабичев Н:И., Башкатов А.Д., Гридин О.М., Хрулев A.C., Хчеян Г.Х. Скважинная гидродобыча полезных ископаемых.: Учеб. пособие. -М.: Издательство «Горная книга», 2007. -295 с.

12. Мучник B.C., Голланд Э.Б., Маркус М.Н.: Подземная гидравлическая добыча угля. М.: Недра, 1986. - 222 с.

13. Rayne J.R., Craft B.C., Murray F. Hawkins: The Reservoir Mechanism of Sulfur Recovery/ Louisiana State University, Baton Rouge, La., 1953, 135 p.

14. Арене В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых (геотехнология) М.: Недра, 1986 - 279 с.

15. Арене В. Ж. и др., Геотехнологические способы добычи полезных ископаемых, в кн.: Технология разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых, т. 11, М., 1973.

16. Арене В.Ж. Бесшахтная добыча горнохимического сырья, М., 1969.

17. Арене В. Ж. Физико-химическая геотехнология. — М.: РАЕН (Горнометаллургическая секция). 1998. -62 с.

18. Арене В.Ж., Исмагилов Б.В., Шпак Д.Н. Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых. М.: Недра, 1980, 229 с.

19. Бабичев Н.И. Технология скважинной гидродобычи полезных ископаемых. — М.: Недра, 1981.

20. Бабичев Н.И., Либер Ю.В., Левченко E.H., Кройтор Р.Ф., Скважинная технология добычи титано-циркониевых песков Тарского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 1999. - № 2. - М.: МГГУ.

21. Арене В. Ж. Проблемы геотехнологии, М., 1972.

22. Айруни А.Т., Бобин В.А., Лазарев В.Г. Основы метода передового глубинного гидрорезания угольного пласта. //Изв. ВУЗов, Горный Журнал, № 6, 1987. С. 50-55.

23. Зайденварг В.Е., Трубецкой К.Н., Мурко В.И., Нехорошев И.Х. Производство и использование водоугольного топлива: М.: Издательство Академии горных наук, 2001. - 176 с.

24. Одинцев В.Н. Отрывное разрушение массива скальных горных пород-М.: ИПКОН РАН, 1996, 166 с.

25. Казаков H.H. Взрывная отбойка руд скважинными зарядами. М., Недра; 1975. 191 с.

26. Казаков H.H. Анализ методов управления процессами разрушения горных пород взрывом. Горный журнал, 1955. №7, с.46-47.

27. Закалинский В.М. Управление действием взрыва сближенных зарядов.// Сб. "Физические проблемы взрывного разрушения массивов горных пород, М.: Изд. ИПКОНРАН, 1999, с.150-154.

28. Effects of hydraulic stimulation on coalbeds and associated strata / by Curtis H. Elder. Washington. : U.S. Deptof the Interior, Bureau of Mines, 1977.

29. Певзнер M.E., Иофис M.A., Попов B.H. Геомеханика. Москва, издательство МГГУ, 2005.437 с.3 5. Сдвижение горных пород при подземной разработке угольных и сланцевых месторождений.-М.: Недра, 1970.

30. Орлов Г.В., Иофис МА. Сдвижение горных пород и земной поверхности под влиянием подземной разработки. М., МГИ, 1990,116 с.

31. Медянцев А.Н. Условия применения существующих методов расчета сдвижений и деформаций земной поверхности. — в кн.: Строительные конструкции, №26,1975,41 с.

32. Кошелев В.Н. Условия образования провалов над горными выработками в Подмосковном угольном бассейне. //Маркшейдерский вестник.-1998. -№3.-С.39^40.

33. Каплунов Д.Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М.В. Комбинированная технология. М.: Изд. дом «Руда и металлы», 2003.

34. Рыльникова М.В., Зотеев О.В. Геомеханика: Учебное пособие для студентов вузов. М.: Руда и Металлы, 2003 - 240 с.

35. Арене В.Ж., Гайдин A.M. Геолого-гидрогеологические основы геотехнологических методов добычи полезных ископаемых. М.: Недра, 1978, 215 с.

36. Хчеян Г.Х., Нафтулин И.С. Геотехнолошческие процессы добычи полезных ископаемых. -М.: Недра, 1983.

37. Michalski A.: Wyniki badan modelowych nad wplywem niektorych czynnikow geologicznych I technologicznych na przebieg i efekty otworowejeksploatacji otworowej, surowcow stalych. Sympozjum. Wyd. Slask, Katowice, 1973, s. 101-136.

38. Шевчик Я. Маркшейдерские методы обеспечения и контроля процесса скважинной разработки серных месторождений: Автореферат дис. на соиск. учен. степ, доктора ¡технических наук : 05.15.01 / Моск. гор. ин-т -1991,32 с.

39. Szewczyk J.: Deformacje powierzchni terenu I ich nastepstwa. W: Poradnik inzyniera i technika otworowej eksploatacji sirki, rozdz. 9.4. Tarnobrzeg, 1989, s. 560-602.

40. Иофис M.A., Турчанинов И.А. О порядке разработки свиты угольных пластов при подземной газификации // Тр. ВНИИПодземгаза. М.: Госгортехиздат. 1962. Вып. 6. С. 18-25.

41. Скафа П. В. Подземная газификация углей, М., 1960. 1

42. Федоров H.A. Подземная газификация угольных пластов, М., 1982.

43. Крейнин Е .В., Федоров H.A., Звягинцев К.Н., Пьянкова T.Mt Подземная газификация угольных пластов. — М.: Недра, 1982. 151 с.

44. Яковлев П.В. К вопросу о маркшейдерском обеспечении направленного бурения. ГИАБ, № 6 2001 г.

45. Орлов Г.В., Яковлев ПВ. Маркшейдерское обеспечение проектирования и строительства наклонно-направляемых скважин при геотехнологических методах разработки твердых полезных ископаемых. Маркшейдерия и недропользование, № 2 -2003 г.

46. Авершин С.Г. Сдвижение горных пород при подземных разработках. М.: Углетехиздат, 1947,244 с.

47. Семененко Д.К., Турчанинов И.А. Маркшейдерский метод определения положения огневого забоя при подземной газафикации углей в условиях Подмосковного бассейна. ВНИИПодземгаз. Вып. 7, М.: Недра, 1956, с. 18-22.

48. Семененко Д.К., Турчанинов И.А. Поведение горных пород при подземной газификации углей. Подземная газификация углей, Вып. 4, 1957.

49. Казак В.Н. Механизм поведения пород при подземной газификация тонких пологих и наклонных каменноугольных пластов. Подземная газификация углей, 1965, С. 11-13.

50. Орлов Г.В., Яковлев П.В., Шаталова Т.П. Маркшейдерское обеспечение проектирования и строительства наклонно-направленных скважин при геотехнологических методах разработки твердых полезных ископаемых. -М., "Маркшейдерия и недропользование", №2, 2003 г.

51. Казак В.Н., Капралов В.К. Характер деформации пород кровли при выемке по восстанию крупных угольных пластов средней мощности. -Использование газа, подземное хранение нефти и газа, термическая добыча полезных ископаемых, 1971, Вып. 5. С. 128-132.

52. Орлов Г.В. Влияние геомеханических процессов на эффективность скважинной разработки месторождений полезных ископаемых. // Маркшейдерия и недропользование, №4,2006. С45-47.

53. Бошенятов Е.В. Влияние природного напряженного состояния массива на сдвижение горных пород (обзор-исследование). //Маркшейдерское дело и геодезия: Записки горного института, Т.146.-СП6,2001.-С.61-72.

54. Иофис М.А., Черняев В.И. Определение вертикальных сдвижений и деформаций при выемки наклонных и кругопадующих пластов. Горный журнал, 1979, № 5, с. 20-22.

55. Иофис М.А. Научные основы управления деформациями и дегазационными процессами при разработке полезных ископаемых. — М.: ИПКОН РАН, 1984.

56. Журин С.Н., Колесников В.И., Стрельцов В.И. Природопользование при скважинной гидродобыче железных руд: монография. М.: НИА-Природа, 2001. - 382 с.

57. Колесников В.И., Стрельцов В.И. Скважинная гидродобыча железных руд. М.: НИА-Природа, 2006 г. 260 с.

58. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород. Л, «Недра», 1977.503 с.

59. Маркшейдерия: Учебник для вузов / Под ред. Певзнера М.Е., Попова В.Н, -М.: Изд. МГГУ, 2003.-419 с.

60. Авершин С.Г. О теоретических исследованиях горных пород. Л., ВНИМИ, сб.22,1950, С.131 150.

61. Иофис М.А., Шмелев А.И. Инженерная геомеханика при подземных разработках. М.: Недра, 1985. - 248 с.

62. Есина E.H. Особенности геомеханического обеспечения скважинной гидродобычи полезных ископаемых. Маркшейдерский вестник, № 5 2008 г. С. 31-32.

63. Авершин С.Г. Горные работы под сооружением и водоемами. М: Углетехиздат, 1954,324 с.

64. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях. СПб., 1998. - 291 с.

65. Авершин С.Г. Расчет деформаций массива горных пород под влиянием подземных выработок. JI., вып. 67,1960,37 с.

66. Кузнецов М.А., Акимов А.Г., Кузьмин В .И. и др. Сдвижение горных пород на рудных месторождениях. М.: Недра, 1971. -224 с.

67. Акимов А.Г., Земисев В Л и др. Сдвижение горных пород при подземной разработке угольных и сланцевых месторождений. -М.: Недра, 1970, с.224.

68. Бошенятов Е.В. Влияние природного напряженного состояния массива на сдвижение горных пород (обзор-исследование). //Маркшейдерское дело и геодезия: Записки горного института, Т.146.-СП6,2001.-С.61-72.

69. Викторов С.Д. Иофис М.А., Гончаров С.А. Сдвижение и разрушение горных пород. — М.: Наука, 2005. 277 с.

70. Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземных разработках. Под общей ред. проф., д-ра техн. наук Букринскош В.А. и к.т.н. Орлова Г.В. М. Недра, 1984. 247 с.

71. Сдвижение горных пород и земной поверхности в главнейших-угольных бассейнах СССР. -М.: Углетехиздат, 1958. 238 с.

72. Макаров А.Б. Практическая геомеханика. Пособие для горных инженеров. — М: Издательство «Горная книга», 2006. 391 с.

73. Казаковский Д.А. Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок, Москва-Харьков, Углетехиздат, 1953.228 с.

74. Медянцев А.Н. максимальные деформации земной поверхности. Тр. ВНИМИ, 1963. № 50. С. 190-193.

75. Муллер P.A. Влияние горных выработок на деформацию земной поверхности. -М.: Углетехиздат, 1958. 76 с.

76. Гвоздева Н.П. Угли Подмосковного бассейна и их классификация по физико-механическим свойствам. Москва. 1948. С. 107-108.

77. Тектоника угольных бассейнов и месторождений СССР. — М: Недра, 1976, 333 с.

78. Угольная база России. Том I. Угольные бассейны и месторождения европейской части России. — М.: ЗАО «Геоинформмарк» 2000. 483 с.

79. Кузнецов Г.Н. Определение полной несущей способности кровли подземных выработок // Сб. нуч. тр. ВНИМИ Л.: ВНИМИ, - 1950. - вып. 22. - С.26 -42.

80. Кузнецов C.B., Хапилова Н.С. Об определении момента обрушения кровли. ФТПРПИ, 1969, №5. С. 19-23.

81. Слесарев В.Д. Механика горных пород и рудничное крепление. -М.: Углетехиздат, 1948. 304 с.

82. Сборник нормативных материалов по маркшейдерскому и геологическомуобеспечению горных работ в угольной отрасли России. М.: ИПКОН РАН, 1998. - 783 с.

83. Справочник по маркшейдерскому делу, М.: Углетехиздат, 1953,1050 с.

84. Навитний А.М., Иофис М.А., Айуруни А.Т. Опыт разработки угольных пластов под инженерными и природными объектами. -М.: ЦНИЭИуголь, 1987.

85. Иофис М.А. Геомеханический мониторинг при освоении недр. М.: Горный вестник, № 4, 1997. С. 54-58.

86. Инструкция по производству маркшейдерских работ, М.: Недра, 1987,239 с.

87. Инструкция по наблюдениям за сдвижением земной поверхности и за подработкой сооружений на угольных и сланцевых месторождениях. Л., 1958.172 с.

88. Инструкция по наблюдениям за сдвижениями горных пород, земной поверхности и подрабатываемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях. М: Недра, 1987. 96 с.

89. Земисев В.Н. Череменский BP. Анализ деформаций при наблюдениях за сдвижением горных пород и земной пород и земной поверхности. Л., изд. ВНИМИ, 1980, с. 3-9.

90. Велик И.В. Определение величин оседаний в периоды многолетних инструментальных наблюдений при многократной подработке оснований и сооружений. / Доклады П нучн. техн. вузов Украины. Донецк, 1994.

91. Иофис М.А., Кулешов В.М., Помельникова В.В. Геолого-маркшейдерское обеспечение безопасного освоения и сохранения недр: монография / под ред. Трубецкого К. Н. М. : УРАН ИПКОН РАН, 2008. -307 с.

92. Временные технические условия по охране сооружений и природных объектов от влияния подземных горных разработок / Донецк: УкрНИМИ. 1995. 206 с.

93. Оглоблин Д.Н. и др. Маркшейдерское дело М.: Недра, 1972.584 с.