Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы): описаны основные научные и практические результаты исследований повышения геодинамической безопасности подземной разработки сложноструктурых месторождений на основе данных оперативного контроля и прогноза напряженного состояния горного массива с различными формами динамического проявления горного давления, профилактики и предотвращения горных ударов. На примере сложноструктурых месторождений Украины проанализированы физические свойства горных пород и новые гипотезы о горном давлении с учетом увязки выемки руды и пород во времени и пространстве, определения параметров конструктивных элементов систем разработки. Цель работы: повышение геодинамической безопасности подземной разработки сложноструктурых месторождений на основе данных оперативного контроля и прогноза напряженного состояния горного массива с различными формами динамического проявления горного давления, профилактики и предотвращения горных ударов. Используемые методы: применялся усовершенствованный метод шахтных, лабораторных и экспериментальных исследований, математического и физического моделирования, а также теоретический анализ и обобщение результатов исследований по стандартным и новым методикам. Новизна: установлена параболическая зависимость коэффициента напряжений в стенках камер на флангах выработанного пространства (у) от соотношения его длины к ширине (х) вида y=a∙х2 + bх (a и b – коэффициенты, зависящие от геомеханических свойств горного массива). Результат: приведена классификация напряженного состояния горного массива по степени удароопасности. Так, при η ≤ 0,2 участок месторождения относится к неудароопасным. При 0,2 < η ≤ 0,3 устанавливается третья, при 0,3 < η ≤ 0,5 – вторая, а при η > 0,5 – первая категория удароопасности. Практическая значимость: получены исходные данные для проектирования подземной разработки сложноструктурых месторождений в зависимости от ориентации максимальных напряжений относительно выработки.
Ключевые слова
Сложноструктурые месторождения, подземная разработка, геомеханическая безопасность, горное давление, категории удароопасности.
1. Khomenko, O.Ye. Implementation of energy method in study of zonal disintegration of rocks // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2012. No. 4. Р. 44–54.
2. Potvin Y., Wesseloo J. Towards an understanding of dynamic demand on ground support // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2013. Vol. 113. No. 12. Р. 913–922.
3. Bucher R., Cala M., Zimmermann A., Balg C., Roth A. Large scale field tests of high?tensile steel wire mesh in combination with dynamic rock bolts subjected to rock burst loading, 7th Int. Symp. on Ground Support in Mining and Underground construction, Perth, Australia, 2013, 13–15 May, pp. 345–370.
4. Balg C., Roduner A. Geobrugg AG: ground support applications, Int. Ground Support Conf., AGH University, Lungern, Switzerland, 2013, 11–13 September, pp. 311–320.
5. Протодьяконов М.М. Давление горных пород и рудничное крепление. Ч.1. Давление горных пород. 3-е изд. М.; Л.; Новосибирск: ГНТИ, 1933. 127 с.
6. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1966. 532 с.
7. Борисов А.А. Механика горных пород. М.: Недра, 1980. 359 с.
8. Цыгалов М.Н. Подземная разработка с высокой полнотой извлечения руд. М.: Недра, 1985. 272 с.
9. Слепцов М.Н., Азимов Р.Ш., Мосинец В.Н. Подземная разработка месторождений цветных и редких металлов. М.: Недра, 1986. 206 с.
10. Палий В.Д., Смелянский Е.С., Кравченко В.Г. Определение нормативной прочности твердеющей закладки // Горный журнал. 1989. №3. С.25–28.
11. Добыча и переработка урановых руд: монография / под общ. ред. А.П. Чернова. Киев: «Адеф-Украина», 2001. 238 с.
12. Чистяков Е.П. Совершенствование способов поддержания подземных горных выработок шахт Криворожского бассейна // Вісник Криворізького технічного університету. 2006. №13. С. 16–20.
13. Ляшенко В.И., Ткаченко А.А., Чистяков Е.П. Научно-технические основы определения геомеханических характеристик породных массивов при подземной разработке урановых месторождений // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2006. №1. С. 85–89.
14. Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых: федер. нормы и правила в обл. пром. безопасности: утв. приказом Ростехнадзора от 11 дек. 2013 г. №599. Сер. 03. Вып. 78. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2014. 276 с.
15. Ляшенко В.И. Развитие геомеханического мониторинга свойств и состояния массива горных пород при подземной разработке месторождений сложной структуры // Маркшейдерский вестник. 2016. №1. С. 35–43.
16. Хоменко О.Е., Ляшенко В.И. Геоэнергетические основы подземной разработки рудных месторождений // Изв. вузов. Горный журнал. 2017. №8. С. 10–18.