В статье рассмотрены вопросы получения представительных научно обоснованных данных, позволяющих установить параметры необходимо безопасного состояния массива горных пород (МГП) в зонах захоронения в подземных выработках различных отходов, включая и области МГП, подверженные сейсмоактивному воздействию. Описаны основные требования к подземным сооружениям для захоронения опасных отходов и технологии их возведения. В качестве объекта исследований выбраны камеры подземного растворения в галогенной толще горных пород. Отмечены необходимые данные для обоснования безопасных условий захоронения отходов в подземной камере выщелачивания и этапы выполнения такого обоснования. Проведена оценка напряженно-деформированного состояния горных пород методом граничных элементов. Рассмотрены основные аспекты динамического влияния сейсмических волн на устойчивость подземных сооружений. Пересчитаны основные значимые параметры возможного сейсмического воздействия на экспериментальную камеру с учетом данных о сейсмическом районировании региона и конкретного расположения объекта исследований. Обоснована необходимость выполнения оценки сдвижения налегающей толщи и поверхности в зоне опытного участка на базе рассмотренного комплексного подхода: анализов данных маркшейдерских наблюдений и результатов геомеханического обследования механического состояния вмещающей и налегающей толщи.
Рассмотрены основные аспекты размещения отходов в подземном пространстве. Проанализированы ключевые проблемы изоляции отходов в выработках соляных месторождений. Предложена технология размещения отходов, основанная на использовании для иммобилизации отходов природных минеральных солей.
Рассмотрены основные аспекты обеспечения безопасной отработки калийных месторождений. Приведены практические примеры механизма развития и возможных последствий нарушения целостности пород водозащитной толщи. Предложено использование системы дистанционного неразрушающего мониторинга целостности пород водозащитной толщи.
Предложен алгоритм выбора горно-геомеханических параметров систем разработки для условий отработки нижних горизонтов калийных месторождений. Представлены блок-схемы для алгоритма в целом и отдельных его частей. Разработанный алгоритм предопределяет методологию отработки запасов многопластовых калийных месторождений.
Описаны этапы развития метода подземного растворения солей через скважины с поверхности. Сформулированы ключевые аспекты комплексного метода оценки механического состояния горных пород в окрестностях камер рассолопромыслов, расположенных в сейсмически активных районах, потенциально пригодных для хранения и захоронения отходов.
Радиоактивные отходы, получаемые при производстве электроэнергии, требуют высоконадежного захоронения. Одним из наиболее перспективных типов хранилищ являются подземные выработки в отложениях растворимых солей, создаваемые растворением через скважины с поверхности. Описаны существующие требования к захоронению радиоактивных отходов и сформулированы ключевые аспекты комплексного метода оценки механического состояния горных пород в окрестностях камер-хранилищ в сейсмически активных районах, потенциально пригодных для хранения и захоронения отходов.
Рассмотрены основные закономерности фильтрации газов на разных этапах отработки угольных месторождений. Приведена методика, используемая для изучения комплексного освоения энергоресурсов угольных месторождений, позволяющая применительно к конкретным условиям получать инженерные зависимости для количественной оценки всех основных параметров исследуемых процессов. На основании разработанного подхода к комплексному освоению предложен алгоритм практического решения проблемы.
Изложены методические подходы к обоснованию рациональной технологии отработки нового калийного горизонта. Рассмотрены прогрессивные технологические схемы отработки запасов калийной руды на предприятиях РУП ПО «Беларуськалий», условия залегания IV калийного горизонта, основные аспекты геомеханического обоснования параметров технологических схем отработки нового горизонта при наличии взаимовлияния вышезалегающих горизонтов. Представлены результаты моделирования полей параметров напряженно-деформированного массива, вмещающего отрабатываемые горизонты.
Изложены подходы к выбору технологических схем отработки калийных пластов сложного строения с использованием селективной выемки. Рассмотрены условия залегания IV калийного горизонта и прогрессивные технологические схемы отработки запасов калийной руды на предприятиях РУП ПО «Беларуськалий». Отражены основные аспекты геомеханического обоснования параметров технологических схем отработки нового горизонта при наличии взаимовлияния вышезалегающих горизонтов. На базе анализа результатов моделирования напряженно-деформированного состояния массива горных пород разработаны технологические схемы подготовки и отработки IV калийного горизонта в условиях 3-го рудоуправления РУП ПО «Беларуськалий».
Рост потребления энергии в мире вызывает потребность в увеличении мощностей имеющихся ядерных станций и строительстве новых. Радиоактивные отходы, получаемые при производстве электроэнергии, требуют высоконадежного захоронения. Одним из наиболее перспективных типов хранилищ являются подземные выработки в галогенных образованиях, создаваемые шахтным способом или подземным растворением через скважины с поверхности. Предложен новый подход к хранению и захоронению радиоактивных отходов в галогенных образованиях.
В статье приведены основные факторы, которые должны быть учтены при внедрении высокопроизводительных очистных комплексов в условиях Воркутского месторождения. Проанализированы основные подходы к решению этой задачи, отмечены основные проблемные вопросы. Приведены результаты исследований, основанные на анализе объемной деформации массива и ее влияния на фильтрационные свойства среды, позволяющие установить функциональную взаимосвязь параметров напряженно-деформированного состояния массива и его газопроницаемости.
Приведены основные факторы, которые должны быть учтены при разработке методики учета взаимовлияния геомеханического состояния массива горных пород и его фильтрационных (коллекторских) свойств. Проанализированы основные подходы к решению подобных задач (аналитические, экспериментально-аналитические), отмечены их преимущества и недостатки. Приведены результаты исследований, позволяющие установить функциональную взаимосвязь параметров напряженно-деформированного состояния массива и его газопроницаемости, основанную на анализе объемной деформации массива и ее влияния на фильтрационные свойства среды.
Сложность горно-геологических условий залегания пластов, недостаточная изученность свойств и строения горного массива, вмещающего отрабатываемые пласты, не позволяют полностью исключить аварии при эксплуатации горно-добывающих предприятий. В случае совместной отработки солевых и нефтяных месторождений, находящихся в пределах одного горного отвода и залегающих на различных глубинах, риск затопления рудников может существенно увеличиться из-за взаимовлияния горных работ, ведущихся на различных горизонтах. Изложены основные методические подходы к обоснованию целесообразности эксплуатации нефтяных месторождений в пределах распространения калийных солей и приведен перечень основных проблем, требующих решения для обеспечения безопасности совместной отработки калийных и соляных месторождений.
Рассмотрены газодинамические явления, в частности внезапные выбросы угля и газа. Показана целесообразность проведения дальнейших исследований механизма выбросов с целью создания специальной, безопасной и эффективной технологии отработки газонасыщенных угольных пластов.
Описана модель (алгоритм) построения рациональных топливно-энергетических балансов регионов России. Проведенные исследования направлены на обеспечение рационального и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов России. При построении топливно-энергетического баланса региона учитывается возможность использования местных видов топлива. Данная модель построена и предварительно оттестирована на примере Ленинградской области и Республики Коми.
Рассмотрены вопросы развития горного образования в стенах Санкт-Петербургского горного института. Отражены основные этапы их развития: до Великой Отечественной войны 1941-1945 гг., во время войны и в послевоенный период. Дана краткая характеристика этих этапов. Приведены краткие биографии ключевых фигур, способствовавших успешному становлению горного образования в Санкт-Петербургском горном институте. Выявлены традиции преподавания дисциплин горно-технологического профиля. Показано, что традиции преподавания базируются как на аналитических, так и на экспериментальных и экспериментально-аналитических знаниях преподавателей, основанных, прежде всего, на их собственном производственном и научном опыте.
Разрабатывается модель (алгоритм) построения рациональных топливно-энергетических балансов регионов России. Проводимые исследования направлены на обеспечение рационального и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов России. При построении топливно-энергетического баланса региона учитывается возможнось использования местных видов топлива. Данная модель строится и предварительно тестируется на примере Ленинградской области.
Изложена методика решения задачи по определению степени взаимовлияния горных работ на различных горизонтах при доработке запасов шахтных полей. На примере отработки трех горизонтов Старобинского месторождения приведены результаты решения горно-геомеханических задач по оценке напряженно-деформированного состояния (НДС) в зонах влияния выработанных пространств соляного массива. Предложены зависимости для расчета коэффициента концентрации напряжений при различных конфигурациях фронта развития очистных работ.
На примере Старобинского месторождения рассмотрены критерии, определяющие выбор систем разработки и возможные пути повышения извлечения калийных пластов. Предложены различные принципиальные схемы доизвлечения сильвинита из целиков бурошнековой технологией. Разработана методика геомеханического обоснования параметров доизвлечения целиков. Приведены результаты оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) целиков и вмещающего их массива для характерных временных моментов существования оконтуривающих целики выработанных пространств.
Рассматривается возможность применения восходящего порядка отработки глубоких горизонтов месторождения Заполярное рудника «Северный» ОАО «Кольская ГМК» вместо применяемого в настоящее время нисходящего порядка системы разработки с подэтажной выемкой руды и закладкой выработанного пространства твердеющей монолитной закладкой. Предлагается при восходящем порядке выемки в пределах всего месторождения перейти к двухстадийной разработке камер с использованием комбинированной закладки: монолитной твердеющей закладки камер I очереди и породной закладки камер II очереди. Монолитная твердеющая закладка служит подпорной стенкой при выемке камер II очереди. Расчеты по теории Кулона позволяют считать целесообразным соотношение размеров камер I и II очереди, равное 1:7. Замена твердеющей закладки на комбинированную, большая часть которой представлена породой, а также переход на увеличенную высоту камер позволит снизить себестоимость добываемой руды и улучшить геомеханическую обстановку во вмещающих породах.
Дана краткая характеристика Соль-Илецкого месторождения каменной соли и описаны основные технологические параметры его отработки. Выполнен анализ различных методик оценки устойчивости камер подземного растворения, который показал, что использование таких методик в специфических горно-геологических условиях при отработке купольных месторождений (подземным растворением) недостаточно адекватно отражает условия работы ответственных элементов массива горных пород. Оценка напряженно- деформированного состояния горных пород может быть выполнена с применением численных методов решения горно-геомеханических задач: методов граничных элементов, метода конечных элементов, метода конечных разностей - и для горно-геологических условий Соль-Илецкого месторождения. Численные решения (на базе перечисленных методов) достаточно объективно отражают напряженно-деформированное состояние соляного массива в окрестности камер растворения, Моделирование технологических параметров добычи каменной соли методом подземного растворения может быть проведено методом фиктивных нагрузок. Предварительные расчеты по указанной методике, проведенные для уже отработанных участков, дают достаточно высокую сходимость расчетных и наблюдаемых результатов. Описанный метод реализован в форме программы для ЭВМ и будет использован для дальнейших исследований.
Приведены результаты научных исследований, выполненных кафедрой разработки месторождений подземным способом в 2000 г., по проблемным вопросам подземной разработки угольных, сланцевых и соляных месторождений. Сформулированы требования к технологическим схемам отработки пластов на участках с ограниченными размерами при использовании высокопроизводительных механизированных очистных комплексов. Предложены и обоснованы способы повышения эффективности отработки тонких угольных пластов с использованием струговых установок. Исследованы причины динамических обрушений пород кровли в нижних лавах при слоевых системах разработки. Сделаны выводы относительно наиболее перспективных способов отработки техногенных и нефтегазовых месторождений. Разработаны рекомендации по подземному сжиганию угля с целью получения пара и производства электроэнергии.
Изложена методическая оценка напряженно-деформированного состояния массива соляных пород с учетом временного фактора, даны примеры использования в прикладных задачах управления состоянием массива в окрестности выработок.
Приводятся возможные направления решения актуальное для горного производства задачи, касаюшейся получения ответов на вопросы целесообразного развития фронта очистных работ на шахтах. Предложено использовать принципы регрессионного анализа при построении математических моделей указанного процесса, приведены регрессионные уравнения для условий шахтных полей Воркутинского месторождения. Отмечена возможность использования данного принципа при выборе эффективных решений планирования горных работ при выемке оставшихся запасов месторождения с учетом основных горно-геологических факторов разработки.
Лучевая сейсмотомография используется в сейсморазведке как один из приемов интерпретации данных. С ее помощью можно восстановить детальную картину строения пород в пространстве между двумя горными выработками. Пространственное распределение затухания или скорости распростране ния упругих волн рассчитывается с помощью линейных интегралов или их аппроксимаций вдоль лучей и воспроизводится в цифровом виде. Решение больших систем линейных уравнений, связывающих измеряемые интегральные параметры и характеристики изучаемых геологических объектов, производится с помощью различных алгебраических алгоритмов. В основу анализа распространения упругих волн между выработками положены представления геометрической оптики. Возможности алгоритмов восстановления проиллюстрированы в процессе обработки экспериментальных результатов шахтных исследований. Метод позволяет воспроизводить двумерное распределение вариаций исследуемых параметров.
Спецификой калийных рудников является необходимость сохранения сплошности пород водозащитной толщи (ВЗТ), подрабатываемой в процессе ведения очистных работ ...
Актуальными задачами горной геомеханики являются задачи управления состоянием массива при применении прогрессивных систем разработки ...
Широкое применение при добыче калийных руд находят камерные системы разработки с ленточными целиками. Целики является наиболее ответственными элементами, обуславливающими как необходимую безопасность ведения горных работ, так и их технологию ...
