Методология снижения удароопасности при применении камерно-столбовой системы разработки Североуральских бокситовых месторождений на больших глубинах
- Санкт-Петербургский горный университет
Аннотация
Рассмотрен практический опыт применения камерно-столбовой системы разработки (КССР) в условиях больших глубин и динамического проявления горного давления. Установлено, что способы управления горным давлением, эффективные на верхних горизонтах, не удовлетворяют безопасности производства работ на современных глубинах, что обусловлено изменением характера геодинамических процессов при отработке рудной залежи. С увеличением глубины отработки наблюдается рост интенсивности геодинамических процессов и количества случаев разрушения целиков и кровли очистных камер. При горных работах на глубине 800 м разрушения горных конструкций приобрели массовый и непредсказуемый характер, что потребовало разработки и реализации концепции по оценке соответствия применяемых параметров конструктивных элементов КССР горно-геологическим, горно-техническим и геодинамическим условиям Североуральских бокситовых месторождений и разработки рекомендаций по безопасному применению КССР в удароопасных условиях на больших глубинах. Выявлены причины разрушения выработок и элементов горных конструкций от влияния природных и техногенных факторов, определены объекты угроз и геомеханического обеспечения. Выполнена оценка соответствия применяемых методов расчета параметров конструктивных элементов КССР, прогноза и мер по предупреждению горно-тектонических ударов существующим формам и условиям их проявления на рудниках ОАО «Севуралбокситруда». Рассмотрены вопросы модернизации известного и разработки нового геомеханического обеспечения КССР с учетом влияния природных и техногенных угроз. Представлены результаты экспериментальной проверки новых параметров конструктивных элементов КССР на шахтах СУБРа. Приведены данные о промышленном внедрении на шахтах СУБРа разработанных нормативно-методических документов по определению допустимых параметров конструктивных элементов КССР на больших глубинах.
Литература
- Зубков В.В. О математическом моделировании напряженного состояния массива горных пород // Горная геомеханика и маркшейдерское дело: Сб. научн. тр. ВНИМИ. СПб, 1999. С.87-93.
- Зубков В.В. О напряженном состоянии и устойчивости упругих блоков, взаимодействующих на границе // Проблемы теории трещин и механика разрушения (исследования по упругости и пластичности). Л.: Изд-во ЛГУ, 1986. Вып.16. C.39-46.
- Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам. РД 06-329-99 / ГП НТЦ по безопасности в промышленности ГГТН России. М., 2003. 88 с.
- Каталог горных ударов на рудных и нерудных месторождениях. Северо-Уральское, Таштагольское, Октябрьское (Норильск), Юкпорское, Кукисвумчоррское (ПО «Апатит»), Качкарское и др. месторождения / ВНИМИ. Л., 1985. 182 с.
- Каталог горных ударов на рудных и нерудных месторождениях. Северо-Уральское, Таштагольское, Октябрьское (Норильск), Юкпорское, Кукисвумчоррское (ПО «Апатит»), Качкарское и др. месторождения / ВНИМИ. Л., 1989. 182 с.
- Микулин Е.И. Прогноз и предотвращение горных ударов на Североуральских бокситовых месторождениях / Е.И.Микулин, В.Г.Селивоник, П.Ф.Матвеев. Североуральск: Изд-во «Север», 1995. 75 с.
- Петухов И.М. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках / И.М.Петухов, А.М.Ильин, К.Н.Трубецкой. М.: Изд-во АГН, 1997. 376 с.
- Селивоник В.Г. Опыт ведения горных работ в удароопасных условиях / В.Г.Селивоник, К.А.Войнов // Горный журнал. 2004. № 3. С.18-24.
- Сидоров Д.В. Аналитический метод определения параметров запредельного деформирования руды для оценки удароопасности рудной залежи на больших глубинах при ведении очистных работ камерно-столбовой системой разработки // Записки Горного института. 2014. Т. 208. С. 277-282.
- Сидоров Д.В. К расчету напряжений в несущих элементах камерно-столбовой системы разработки // Горный информационно-аналитический бюллетень. 1999. № 3. С. 42-43.
- Сидоров Д.В. Научно-методическое обоснование параметров несущих барьерных целиков при камерно-столбовой системе разработки удароопасных рудных месторождений на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 12. С. 32-35.
- Сидоров Д.В. Научно-методическое обоснование параметров податливых междукамерных целиков при камерно-столбовой системе разработки удароопасных рудных месторождений на больших глубинах // Там же. 2013. № 12. С. 28-31.
- Сидоров Д.В. Применение автоматизированного программного комплекса «PRESS 3D URAL» для прогнозирования удароопасных зон и параметров заблаговременной скважинной разгрузки рудной залежи и целиков в сложных геомеханических условиях // Записки Горного института. 2013. Т. 204. С. 284-293.
- Шабаров А.Н. Пути снижения удароопасности при применении камерно-столбовой системы разработки на рудниках СУБРа / А.Н.Шабаров, А.А.Филинков, В.Г.Селивоник, Д.В.Сидоров // Геомеханика в горном деле – 2000: Доклады международной конференции 29 мая-2 июня / ИГД УрО РАН. Екатеринбург, 2000. С.242-249.
- Brady B.H.G. An analysis of rock behavior in an experimental slopping block at the Mount Isa Mine, Queensland, Australia // Int J of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts. 1977. N 14. P.59-66.
- Brady B.H.G. Rock Mechanics For underground mining / B.H.G.Brady, E.T.Brown. Springer Science. 2005. 628 p.
- Hedley D.G.F. Slope-and-pillar design for the Elliot Lake Uranium Mines // Bull. Cm. hst. Min. Metall. N 65. P.37-44.
- Hoek E. Underground Excavations in Rock. The institution of Mining and Metallurgy / E.Hoek, E.T.Brown. London, 1980. 527 p.
- Hoek E. The Hoek-Brown failure criterion – a 1988 update / E.Hoek, E.T.Brown // In Proc. 15' Canadian Rock Mechanics Symposium. Department of Civil Engineering, University of Toronto, Toronto, 1988. P.31-38.
- Kaiser P.K. Canadian Rockburst Support Handbook / P.K.Kaiser, D.R.McCreath, D.D.Tannant. Geomechanics Research Centre / MIRARCO. Canada, 1996. 324 р.
- Maybee W.G. Pillar design in hard brittle rocks. School of Graduate Studies Laurentian University Sudbury, Ontario, Canada, 2000, http://www.collectionscanada.gc.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0011/MQ61284.pdf.
- Ortlepp W.D. Rock Fracture and Rockbursts: an Illustrative Study // SAIMM, Johannesburg, 1997. 98 p.
- Shabarov А.N. Modern methods and means for solving forecast issues fnd prevention of geodynamic phenomena in collieries / А.N.Shabarov, N.V.Krotov, D.V.Sidorov, S.V.Tsirel // 21st World Mining Congress&Expo 2008, 7-12 September. Poland. Krakow. 2008. P.137-142.
- Sidorov D.V. Automation of the interpolation of pre-processor basic data for program complex «PRESS 3D URAL» // Journal of advanced computer science and technology. 2013. N 2. P.59-67.
- Sidorov D.V. Metodyka określania parametrów odsłonięcia stropu w komorach wybierkowych przy eksploatacji złóż boksytu w warunkach głębokiego zalegania w północnej części Uralu // Mechanizacja i automatyzacja gornictwa. Katowice, Poland. 2014. N 2/516. P.51-57.
- Tavakoli M. Underground metal mine crown pillar stability analysis. Doctor of Philosophy thesis, Department of Civil and Mining Engineering, University of Wollongong, 1994. http://ro.uow.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=2280&context=theses.