автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Комплексный прогноз и предотвращение горных ударов при отработке сложноструктурного месторождения "Антей"

^¡^удлрствешшп комитет российской федерации

л ^ по высшему образованию

кузбасский государственный технический университет

На правах рукописи

АХМЕТГАРЕЕВ Рифат Ахнафович

УДК 622. 831. 32

КОМПЛЕКСНЫЙ. ПРОГНОЗ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ГОРНЫХ УДАРОВ ПРИ ОТРАБОТКЕ СЛОЖНОСТРУНТУРНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ "АНТЕЙ"

Специальность 05.15.11—Физические процессы \ горного производства

Авторефер а т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 19{|4

Работа выполнена в Приаргунском производственном горно-химическом объединении.

Научный руководитель —доктор технических наук,

профессор, академик РАИН, лауреат Государственной премии Егоров Петр Васильевич

Научный консультант — кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Ренев Алексей Агафангелович

Официальные оппоненты—доктор технических наук,

профессор V

Дырдин Валерий Васильевич

— кандидат технических наук, старший научный сотрудник Зыков Виктор Семенович

Ведущая организация —акционерное общество

"Сибруда".

Защита диссертации состоится' „ " д&шхЛрЯ 1904 г. в часов

на заседании специализированного Совета Д 063.70.02 при Кузбасском государственном техническом университете по адресу : 650026,-ул. Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кузбасского государственного технического университета.

Автореферат разослан «. А » 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 033.71) 02

доктор технических наук,

профессор А- С- Ташкинов

С1ЩЯ ХАРАКТЕРИ'ЯМСЛ РЛГЯТЫ

Актуальность темы. С вовлечением в ас. .вную отработку крутопа-■ дэопди рудных тел глубоко э удароспасного месторождения "Антеи", залегающего б'гранитах, увелич юсъ число проявлений горного давления в динамической форме. Стреляния, толчки и собственно горние удары происходят как при ведении подготовительных, так и очисти' ч работ, что ведет к значительным экономическим потерям и деморализует горнорабочих. Понижение горных работ даже и пределах одного этела сопровождается повышена ..4 частоты и силы горных . ;аров. В связи с этим проблема прогноза и предотвращения горных ударов для месторождения "Антей" актуальна как с научной, г,ак и практической точек зрения.

Государственный комитет ГПСР по науке и технике постановлением N 35 от 02.04.1981 г. утверди работы, связаннее с рогногиро-ааиием и предотвращением горних ударов при разработке рудных месторождений, одним из которых является месторождение "Антей", Представленные в диссертации исследование виполиены по теио -."Разработка мероприятий по прогнозу и предотвращении горних ударов и условиях. возрастяккцих глубин •• пр омышленного освоения месторождений, оказание научно-методической помощи при'текущем, оперативном и перспективном планировании горных работ .-I предпргатиях организации п/я Р-В214" (Н ГР 01880011446).

Цель работы состоит в разработке й обосновании комплексной системы прогноза и способоа предотвращения горних удздоп при отработке крутопадаялцих рудник тел глубокого слшн • '-.уктурного месторождения "Антей" з гранитах.

Кзея работы заключается в испольговат. обгдих принципов прогнозирования разрушения тве^ых тел и установленных еакоь .¿«рностей гегм-ханического состояния слолкоструктурного массива для обоснования методов и парзметроа прогноза и предотвращения горних ударов на месторождении.

Задачи исследован;;::;

' выявлений особенностей гсрш. геологических условий формирования герных ударов на месторождении';

- разработка и обоснование структуры, метода и П. аме-ров ксмгшгксного врогисэл удароопа.:иостя;

- рааработкз методики прогноза горных ударов по интенсивности вибрскслебаний при перфораторном бурении впуров; . ' ~

- разработка пг.чкт в-ких схем Сеас.пэсвсто ведения горных ра-

г: у • ;ароопайных участках месторождения.

Методы исследований: комплекс шахтных, лабораторных к аналитических исследований, математическое моделирование, обобщение результатов методами матеи- ячеек .1 статист._'41, корреляционного и Г 'рессианнага анализа, промышленные испытания разработанных рекомендаций.

Новые научные положения, Эащкщаемые в диссертации;

- удароопаснаоть участков сложноструктурных массивов зависит главным образом, от упруго-прочностных свойств пород : топографии по! ,:хностей рудных геодинашхчески актинах тектонических нарушений;

- необходимым и достаточный условием прогноза удароопасностк является регистрация процесса образования в массиве трещин, соиз-м--р:п/.ых с рзэмераш. очага горного удара; ; г

- энергетический покаеатель лок°лыюй оценки удароояасности по иитенсквн. ;тк вынужд.нньк вивроколеоаний при перфораторном бурении впурс соответствует нелинейному характеру распространения упругих колебаний в приконтурных породах;

- схемы приведения массива пород в неударсюпасное . состояние каму£летш-сотрясательным взрыванием определяются уровнем действующих в массиве напряжений к взаимиш расположением очистных выработок.

Обоснованность и доотовериость научных положений подтверждается!

значительным объе эм и хорошей сходимость© выполненных аналитически , лабораторных и натурных исследований;

- практическим использованием иетсда докнлгяой оценки удароо-пасности, схем предотвращения горных ударо« И получением экономическим эффектом разгрузки регионального удАроопаоного целика на мае орожден: . "Антей".

Научная новкана работы:

- установлено, что удароопасность рассматриваемого месторожде-и>;.. обусловлена высокой неоднородностью переднего пеля напряжений и слагающих массив гранитов, а также геодинамической активностью

. рудоконтролируюад тектонических нарушений;

- в рамках ккнетнческсй теерии прочности получена гдаисимостй количества дараметров прогноза удароопасности от числа «асатабних уровней щ.очесеа трекинооСрааования, суцвстеес.ных для армирования блока отде иности в очаге горного удара;

- определены амплитудно-частотные характеристики сигналов <•>: »ической эмиссий и пуысв технологического оборудования массю е •.

- получены критерии оценки удароопасности учвотпоа массива : интенсивности вкброкглеСанпй прикскг'риых пород при перфоратор!!'-••. бурении;

- разработан метод районирования наряженного состояния масон ва по интенсивности наведенного электромагнитного поля.

Личный вклад ,автора: ...

- пр—ведение и обобщение результатов ; исследований удароопаз-ости месторождения "Антей";

- обоснование структуры и Сагового метода комплексного контроля удароопасности;

- установление' основных характеристик . особенностей раслрост-.ранения и регистрации сигналов упругих колебаний в натурных условиях;

- раэрэботка методики качь.гвониого районирования маос а методом наведенного электромагнитного поля;

- разработка, практическая реализация и оцэнкз эффективности ыероп. .аткй пс приведению участков массива в неудароопаснп^ состояние.

Практическая ценность работа состоит в следующем:

- установлены горло-геологические предпосылки возникновения горных ударов на мэсторсждейии "^нтей";

- разработана иетодики локальной оценю» удароопасности '-част-нов массива;

- разработаны прак веские схеиы предотвращения горных ударов при ведении очистных раЗот па удароопасиых участках.

Реализация работы. Разработанные "Рекомендации по профилактике горных ударов в очистных еаходках на удароошзоиых' участках месторождения "Антей" /у.тверлдено гл.инженером ГШГХО 07 , 3.90 г./ и 'Методика оценки сх_ пеки удароопасности участков массива месторождения "Л-гей'\ прибором АЗР-1Ц" /утверждено ВНИ"Ч и гл.инженером Ш1ГХ0 15.02.93 г./ используются при ведении очистных работ на удароопасиых участках месторождения.

Апробация работы, "Знойные, положений диссертации докладывались и г"суддались ка I Бсеетдгиом семинаре "Проблемы разработки полезных ископаемых в условиях выескогор ." /Фруние,1957/, XI Всесоюзном семинаре по иамерешх '.напряжений в ма .иве горных пород /Ново. сибирск.ЮАСУ," на Есе'-^ссий:кой конференции "Убавление наг: яжен-

но-деформированным состояние« массива гарных пород при-открытой и подавшей разработке кеотеровдений полезных »^копаемых" /Екатеринбург, 1994/, на заседаниях НТС к комиссий по горным узраы ГТХО /Краенокаменск, 1988-93/.

Публикации. По результатам выполненных исследований получено Б авторских с_лдетельста и опубликовано 9 статей..

Объем работы. Диссертация ■-"стоит из введения, четырех глав и заключения, с .держит 1БЗ страницы машинописного текста, аклшдаиде-го 36 рисунков, 4 таблицы, список литературы на 131 наименования и 1 приложений. ■

^ю^шие гавоты-

•'■ Ведущая роль в иеучении горных ударов и разработке методов их прогноза и предотвращения принадлежит специашютам ЕНй.И, ИГД СО РАН, ГоИ КНЦ РАН,. УнияромеДь ВостНИГРЙ* КузГТУ, ШГУ, а такие ряду других научко-иссдедоватеяьскта и учебных учрежден:«.

Оценка^, контроль и прогноз удароопасности массивов горных пород относятся к числ/ проблем технической диагностики, цель которой состоит _ в определении дейстзите ¿ного состояния объекта контроля и его изменения во времени. Рассматриваймае при этом вадачя сводятся к анг-'.итичбокей формулировка моделей объекта диагностирования и разработке методов анализа игмер:. .ьш параметров.

В свяви со слабой иаученноотав параметров и предельных »качений напряженно-дефорйкровакйбго состояния пород и принципиальной невозможности построения моде "Я их динамического ра-оусешш, основным принципом оценки н прогноза удароопасности массива и настоящее время является комплексное ивучение 'вопросов его геоыехани-ческого доведения. ..

Последовательное...) наполняемых при атом исследований следующая! оценка склонности горных пород к дшамичес ому рзаруиениа -ваделе.чие потенциально опасных участков - локальный прогноз ■ удароопасности.

Ио ксполлеу&мь« методов оценки удароопасности базовыми в отечественной практике яадявтея методы вдавливания пуансона к дйОко-4ания керна, основанные на комплексной вав^имости покя?ателей от HiinpnwHKoro состояния к упруго-прочностных свойств породы, раеро-боталнь'й последнее время вибросейсмический метод оценки удароопасности, 'основаиный на регистрации колебаний прижшурны*. пород

при перфораторном буренки, обладает значительно меньпей трудоемкостью и более оперативен, однако его основные еагано».-. риости пока мало неучены.

Контроль удароопаснооти на прастг-д стремятся дополнить организацией непрерывных автоматпвнрованных наблсдений Выбор базового метода иоморений при атом, как правило, не обосновывается и ко исследуется.

Значительное место при постановки комплексных исследований удароопг ■'кости отводится геодинамическ. у районированию месторождений. При этом остаются нерепеииым« вопросы структурирована массива на.уровне ведения очиотпых работ.

Росработка мор борьбы о горными удвреыи,ведется по нескольким :»здрадлеииям:' сйгамня® горного давления на породный или рудшй !'?г.сне, умоньгошт9 способности массива накапливать упругую аиарг-л сдатия, управлер-'э удароопвсностьв порядком ведения горных ра-«•■57, прайоиенио ■ сяециаюга« из, ведам людей п'горних сира.-.то« от ■ последствий торт» ударов. При отоц, как показала практика, сато-'■~г:мескш"1 г.оронос рэкснвпладай по предотвращению горных удсроз о с7.'ои ■ «естсрсщденгл-на,другое невозможен. Для калдого кг-торояде-

необходимо яндивидуагапоэ ресзй'пэ проблем о кспольсовзлпгм с.тпп друлос месторождений.

Месгсрсядениэ "Антей", пходпг,эе в состав Стрэльцовскоя группу месторождений, находится из вгг-Ьостсгеэ Урулвнгуевского блока Пря-рргуисиого кргюБОГЭ »днятпя, сойреиэниоо геотектоническое паэпп-тл1? юторсго срезано о яроцесссмя активизация Байкальской р!тфтотгаЛ сока.

В геологическом отроении «итого Прияргунья выделяется дез структурных эт5.*л. Слсхподкслоцироватше отделения верхнего слагают отделима Олозт и в2полннпт ирутшо впздияы гранитного фунда-иеита.

ПрооЗяадвщи9 *аяраэленкя тектонических нарушений верхнего этз.вл - зевчро-востон и северо-вапад. -Месторождение "Аятей" непосредственно приурочено « тептояическим свои северо-восточного нап-раалэния ниянего отгда.- Сиецазг^й массив представлен гнейсограяя-■тскп и гронктоташ«! южного состава.

Цофш разноплановые в порода чехла и фундамента, дизгюнктн»-иге нзруз-ния, . множество «зята'сто. дитологических разностей пород и другие норуиекм структуры, обуслоалив—даие значительную неоднородность исходного шм напряжений, а также ги^нотвхиичес; е осо-

- б -

бенности применяемой системы разработки способствуют проявлению горного давления на месторождении в форме ти-чков, стреляния, динамического заколообразования и собственно горных ударов.

Лабораторными /в том числе запредельное деформироаание/ .. натурными /МГД, дискование керна/ исследованиями установлена-потен-, диаяьнал у; роопасность гранитов месторождения:

Ке = 0,9+0,7>0,7, К»МЛ*в*10>1, Кярг 9 + Ю>5..

Соотноше. :е главных напряжений на месторождении, определенных методом параллельных скважин,, составляет 2,5:1.4:1.0, Максимальное сжатие ориентировано в' субмеридианальном направлении /Ав. 160°/ о погс' чением на север - 30°. Минимальные напряжения соответствует давления вышележащей толци поро,ц.

Особенностью изменения напряжений о глубиной является их виа-чительный прирост при ПО)№®Э1!Щ'. до уровня подоиззы 'гранитных валов,' что связано с перераспределением ¡¡злрялзний верхней чести фундамента в Солее -"мягкие* зород-- чехла.

Для гранитов моотороадекшг характерно контрастное чередование участков максимальных и минимальных прочнастей с интервалов 60 -100 ы, сэяваииоо g наитием в массиве, раэрывиых рСрооо-сдвиговых нарушений, "-исячие крил&я которых иь.'еиоивпо лзрушзйы.

Реашзая роль а формирован;«: удвроопаоносяа на меоторойдоиш принадлешг у«'зд?над геодвиамически активных рудокоцтровирувад« твктецччздкйх нарушений, в^тущздим относительна средней.плоскости сед. Причем, как показало пршшад, донадаеские пройьвоши горного давления иабдедаятся при полоиитедьной э капрайленпи смз-С5КИЯ. крыла раглома крутиэнв гззтупа» а отркцат&льн?- крутизна 'т-ДОХ 'К -ОбрУЕОНИЯМ ИРГ/СЗС?»<}ШЮЙ - кровля.

Набяядетдаи. W сдшоздниеы пород да иесторовдоиии установлено, что явдяяо* .проводниками, по который.напряжения перодеязгса на со*' садш» учзеткн касскьа, рудсгоктродкруадив нзрусш*.я sweat pessaà-Sîç mimbnm так« и а процессе аерерадпред&В9.\ и исходного надря-яеяш-деформирсваняога состояния a еедак отработки.

На основании еш'олнаикйх исследований разработана 'система комплексного протатуцароопеспостп гравитов месторождения "Ан-той", вияочаидая непрерывный «змтровь. . капря^ш<'1-д*формяраит1иэгс зостояввя' массива а вон.«очистку г^т с.еыСсрсвд места контроля по данным геодиишйческого р^сккртазкия к уточнением результатов. элааьнш методом... .

Для обоснования параметров непрерывного контроля ударооп.^иоо-ти использованы положения физики разрушения твердых те- в рвмкчх которой текущее состояние горной пород списывается фактор .с

где ОСо - значение фактора в принятый оа начало отс-ета момент врч-ие!шг1о,а'соаскугяюоть параметров^п^ представляет ссСой качественные отапи процесса треодшооврпзоваяия /в оСгцем случае П, -6/.

Поскольку регистрация параметров раарушения массива в полном объеме г яаотоякае вр№.л но прэдстаргле'. л вопмодной /для горных ..зрод дзяе не рассматривают вид фушцдеочшгьшх овпвей фактора X о параметра«! ), оздача прогноаирозаига удерсюпаояооти сведена к определению фактора состояния и скорости его изменения по результатам опрзделенкя статнстичосгах м-.«нтов ГП функции Ср я позедение которой еависит от фактора со-

стояния и определяв'- 1П псрэлэтрвии разрушения:,

$'Л {'.(ЯН* • V г ». г:» ЗСк я Тцт^'.СЛ *т'г," .*..",Тп)

гдо & - чисто незсякстоои- №1 ятоп фуккщт распределения слу- . чайного процесса Л? ; - псрлдсг» процес-т /п обсэы олучг ^ «П.'■•О' (■

Для определения фактора состояния по оовоиупнооти функций необходимо проведение .целенаправленны* экспериментов по ксследопаата топкой структуры массива з ходэ изменения его состояния.

Одним из усдоаий рмимгся поставленной яедачи является достаточность аде да неРЛттапмнх моменте» ст&тястичеокого распределения "уакции ч? - 2К при прогяоге п * при оценке удароопас-

пооти »¿„ссипл.

Число иегавистзс мемеятоа ТГЦ при контроле ударорпасности рас снйтриаайшго местсроидвния излет быть сокращено до к - Э эа счет учета перакетро- треад'нсоОроаоваяия /трегагкы от микро- до Ис.фо-/, сусестгепт« для формирования очйгов динамического проявления горного давления я соизмгрнмьл о оагмереми конструктивных элементов принятой сист<нш разройотга.

- )J .

Таким оордном, кпмплексиш система к^'троля ■удароопдойооти грмштниго малсива месторождения "Антой" ооношпадтоя на оцяикв отптютичдеких хпрактериатик ревулматов рлпдолвной рвгиот«лции-¡ífAj¡;joca тр«ву1ноа0р.чаопанш1 горних пород в • диапазонах paaj иония 1 - 10 см,. "'О - 10г см, 10я - 103 см,

Для определения. Оаяоаого метода комплексной системы контроля удпроопапности выполнено сопос-.. шляние., методов овйсмоякуотичеокой к ол0ктромаг..,1т«ой эмиссии, ооиовйииих ка явлении .калучония упругих и электромагнитных волк при образовании' трещин, Относительно алей.зд изученность естественного электромагнитного излучения по* род, нивка?, помвхоэяэдздениость, необходимость иопольюоания аппаратуры о значительно большой разцровжодой способностью, & также нзллнмйний корглтер ВЗИИМООПЛСИ о нпдряжонкш состояние«, пород обусловили выбор оейомодауотического метода ь кач«отво Садового,

Регистрация риачгаш таршотро» трэдшооСрагошш ооувоотвзя-«тсп в рамках отдельных по,, .ио?«м еатсиптиякройпииого сойомоайуо-ткчоокого контроля удвроопояиоаг«. .При отсм рсааотоя -дво оеиовнш. еодочи - шдолвшм чяЯоризтшш сигналов на фойе помок « вйЗладо-ИИО ВД ПрОГИОСТИЧООК}ШЙ ПРИ?КВК£Ц-»И » оценка ИХ ОТИЛОИОКИЙ.

0ыя0лн\;ч!ыш1 В щигуриык • yo50li..,lX ЯеОВвДОШШЫИ уотЮМШПО,

что регистрация шфзриагшмк сейсмойкуотячсокрс 'сгачишв'-ий супов тохнод' ичеокого сворудодаикя в кошфзпшх горяатвхничатах ситуациях кёс-яореддвши «еявт досгигйпм • рвгулирошишом' дпвлаго-кой регнстргщин по »««иг/да, чйототв,; яяптвдьиооти, периоду слэ-довании к проотрднответюй фильтрацией.

Оргаяинпция ввтошяй?ирот' иного çeftcuoaxyoTim- "вю контроля îîiuwuu)т три приор! 'Тпих уровня. Контроль ей обравоьаяиэм маирот-. роадн осуществляется бе» определения координат источников, Чаототи регистрируй^ колеЛпяий - '20 - 600 кГц, иифориативиие иарсметри * китоиоиадость и амплитудное распредегонйэ вотока еиисаки,

Тр«В8йнооврззскакив в говах гшянвз очиотии работ .co'nponosgis* отел генерацией .колебаний & вол®» частот О.Ь - sj кГц. ' тввше лрканлки - »реия 'евпда штока до стаимоиарвого урояиа, two* тоциоиприост» во ирекетш.штврвдак.

Чагя-откмй дкдпййоя кояеводкб яри об'рпйорянии какротреюда **>■»-теяляот от 10 Гц до 't.6 '«Гц. П^кпеткч^ке <кцдо»три - ;ур<з<*»иь с<эйом«тск0й ачтивндати я гогдгя^иич&гтлл вгши-'имоот* количества ieperr-CTt—poBftMinix дияшяческих «олений Ы от их сзйоыичоской виергки £ .

" а "

рогиптрпцля' ии'формвди п системе контроля ооущоотпля9тсп гру1-.

ггами приемников т 4-6 гоофокон, расположенных по п^г лт»" '!,)"т радируемого маооипл. Дшнше о'рлЛатыягиится в соотнотстм: о уотч Н/циИНЛемЫМ уропным ¡фиоритиго.

Функциональная структура явтомауноиропшюго «оптроля удгрпо-падиости приподииа на рио.1.

О связи о те», что выявление гриториоп пропюотичаашх принт »«я, ооотвотствушик ряелкчкым типа.» регистрируемых ппрямлтро» тр'лглног'ряяопанял, .'требует яорвонпчалг ;го накопления отатиитп-мки значимого опыта ипв-гадеииЛ ял« ряадичимх ооотояииА нлссивэ. гадтоматиэировпявый контроль оауцеотвл^тоя а компле.ис» о ряйониро-сллиом п.инструментальной оцэикпй напряяенисго состоят« отделы«/* участков.

Для рдзрнаотш» методики-локальной оцонки удлроопппиооти на ол-ноае припнэдного пг- -чпсктйЕким ппбрспкуотического кэтода выполнет* исследования упругих колебаний нритоятурпих. пород, при бур?» .я сяу-роэ перфораторами ПЛ*б4, Ш-С'З и ПК-СО яд'ударооппоисм учаотке '«СТОрОКДОНКЯ "Аитой", Л ТКйДЛ СПрЭДеД9»Я1 ГШДйТУДиО-ЧРЛТОТ!!«« ка-Р'чтГ"»мистики испогваувгаго репкзтраторз скуотнчеогоА сшиош» Л*.

УОТГЛОАЛгяЮ, что о уч5тсм ЙвОПР«д9д8япоотп кзмзпвнт» спектра •колебаний в прошгосе бурения, игкерзаке внтеисаансстп каясбсппЛ, харштриоуеядаоя нляичкем «гчой кйзгочястотиол и- инвгоамплнтуд-по>1 высокочастотной ссотаядяв®«, . соответствуй:»« упругому мйроьг.ния п-рядрута» породы ярп ударе, целесообразно пеотн а диапазоне частот г\т 10 16 «Га.

Амйлитудчр-чшй'отнуг яерйктеркогтда реп?зтрзгсра.А£7М« киеят 5$гра»»Ш1ый излняейный карвятер, обуслоалйзахщий, особенно а оОлло-та часто? мЯросойемичоской сортаздяадвй, йоояясриачиос» кятерп-ретшога результатов тмрокяй,

Млт'эмптичос)*;',!« моделирование« определено оптимально* удаление прнемя»: л яибрсколобаяий от устья ешура,' обоспечипгхцве миниитш * ко» искаление и поглсаенпе внтойсйяноотя, которой ооотпзляот 0.75- 1.(3 м.

О учотсм ивл-мк !(гго равряйотз* онергетичеашй покшттлль л<>-к •»вой оц-жки ударосплсноети яри нвквреиии нитеиснтгаоти либроко лсбанкй регистратором АЗР-1, харг 'гериэуюзнй уровень .нолрямниогп состояния участия относительно критерий* ю безопасного для того» ретяых услозий гштг"и

_ 1

Определение разности в ре'-они прихода регкстриру« сигналя в пределах временного окна систеш геоф(

емого

iOHOB

Регистрация одним ret оном - сейсмо-акустический уровень контроля (зона до, 5 м| л -(It 5) ЮГц

Временная солекция сейсяоакустйчаоких сигналов по длительности (X 4 7, 16, 31 мс) и по следовали 128, 256

V * ' > J.U I

пориода л„ (tc>B4,

мс)

Определение интон-сивности омиссии, средней длительности и периода следования сигналов за контролышй интервал времени

Регистрация группой геофонов - ми-кросек—гачоский

" "" ля

Выполнение быст» poro йурьо-праоб разования и селекция сигналов сопоставлением спектра часто г с otíí докачи первая принимаемая реа-адзация

Определение срод-нес^ятнстическогс апсктра оимссии

Регистрация системой геофонов -сейсмический ура вонь контроля t (.зона до 1200 м f "U » 5>ЮГц

Определенна коор' динат источника зарогистрировак-ного сигнала, идентификация источника по координатам

Расчет шэргии события *

• ■

Частоишй анализ алейфов сигналов

Рис. I

функциональная структура сейсмоакустичоского автоматизироьшшого прогноза удароопасности.

= £1 Но,г -1,а ^ Иод-^з'Ккр

где Мал-1,3 " суша отсчетов интенсивности за фиксированные временные интервалы / 1 ■ 5 о/ при С. рении шпура на расстоянии 0.2 - 1.5 м от контура Еыреботки; Я,од-1,Э - количе :во отсчетов интенсивности на иптерване; Мкр - критическое значение интенсивности. .

Динамическое разрушение массива воэ^жно при > 1. При этом фор...а вероятного динамического проявления горного давления определяется параметром:

Ко -

£10,6-2 >0,4 '

• гдо " с-счетов иптопсизпоотя пря оу-энии

впура на интервала: 0.2 - 0.0 и я 0,0 -Ь п, ссотпототвошю} I - глубина шпура, причем I > 1.0 м.

Г ч соответствуйте!.« анамэдши-показателя'К1 сог^сгяи следуз-е?!0 фсрш.динамических явлений;

О < - толчол а глубине изеоййа, кедкс&окускоэ тохпогоэтгм

землетрясение;.

Кг. я* 1 - собственно гор1ШЙ удар;

К2, 1 - -стрмяние, аеяуаовио,. иптошшгоэ селояссбраэовсяпо.

Днолпоом амплитудных распределдюй «атукая даииьж устаь-лзлсну критериалЬниэ «значения "нтенспвности!

ЬГкр 7Б0 для в^айоток, ■ йохедящтхбя а проходов при удалении но болев 8 м от габогг;

Мйр * ПРО - для зюзпяуат5!руе1Ш 1? остаяомэшшх па срои более 3 суток проходчески* гирзйотск..

Для определен«' степени удерооязоностя учазткоз массива и при-коятуртст- псрод меегсрокдеш'л резрг&отана номограмма, приведенная на рис.й. *

Для реввнют задачи районирования массива ка уроане . аедонкя горных, работ в справках местороидеиря выполнена регистрация наведенного электромагнитного поля аппаратурой ЕГ-См. Установлено, что при достаточно однородном состг^е пород- величина иапряглшгас-

Кт 3

V. I категория ■ - ' ■

П категория

неудароопаон >

Рис.2. Номограмма для определения локальной удароопасности а условиях УЛ - УIII горизонтов месторождения "Антей"

ти соля на нарушенных и, как правило, ¡¡еиогружещ&и учаоткак пассива из дорядг • ниже ооответотвусези эначений для иоясмгитиш, ско-ообиых воспринимать горное давление учасгков.

Обоснована интерпретация результатов ивыереикй *иеол»тйящ5 распределения в прикоитурном массиве ыегниткого поля условного линейного источника.

Предложен метог :данки налряхошшго состояния массива на основе сопоставления результатов осевой установки вотирования, одинаково чувствительной к изменен® проводимости в любом иг радиальных направлений, и поперечных установок, иобкрателышх в перпендикулярном плоскости аитеин направлении, о уточнек ,ем формы ковмогшаго проявления удароопасности по круговым диаграммам радиальной прово-дкмооти 'массива.

В соответствий с установленными особенностями формирсвехкя очдгов динамического проявления гсрйого дчял»н»гя . и прим*нл^м^А системы разработки млгтсролденря "Антзй" 'гттгголычрвуэ* прюши-пом предотвращения горных ударов яри отрййотк» -его ударооласкшс участков зляется исполлвование вертиклггкых ваяз^тных вон.

Для нисходящей;сдсевой отработки с испсльг-ячнием . т"?рд9шай еакдадки роврабатанэ несколько техновогичо'жгх сзадаика сер-

- - 13 -

тикалъного вакштного слоя первоочередной выемкой раггружксу« очистных заходов по оснознону рудному гпву.

Разработанные схем« ис!'-яяч.-'от вгаиик/ю пригруеку слоних нарезных выработок, а удаление никней границы защитного слон от Фронта рчистных. работ Еэ составляет ье моныге полтины модности М, 'вынимаемого рудного тела. ■

Наиболее аффективно создание защиты опережашим камуфлетным ^.сотрясательным взрнапнкем по, овам геодинямич^ски активных рудо-контролиг,"щпх тектонических нарушений, параметры сквалин и коли-'■?отво взрываемого ВЗ рассчитываются о учетом напряженного состояния пород. Это позволяет уменъзить степень техногенного воздействия на 'массив за счет одсвобовденйя при взрыве упругой энергии, запасенной участками жесткого сцепления 5о..ов наруяенил.

"Вкраэниваощее" взрывание глубоких, скважин по шву N 160 рекомендовано и для оню»яния' концентрации напряжений, обусловленных перепадом фронта очистных рас г на удароопасном участке локоа. ба-812 и 0а-814.

Раерайотаны схемы предотвращения динамических проявлений горного шгеюш \иа почш очготных находок, кровля и борта которых разгружены мзссивш твердекздей закладки, камуфлетньм верьтанием нисходкздах'шуроа и приданием почве полигональной формы." Глубина впуров, исходя ив вирины эеэдт.чсй зоны, составляет 4.1-4.а и, "высота" полигона по почве - 0.6-0 и. Схемы составлены для удзроо-посных участков месторождения о учетом наличия и расположен!-'? выработок аююлеяздзго слоя,'

Выполнено приведеви в безопасное, состояние удареопасного це-ли'л в блоке ба-812, представляющего собой часть двух рудных тел протякеиностья 180 н и высотой 14 и. Для снижения вредного влияния на закладочный массив к скруиаяшгэ выработки разгрузка целика произведена сотрясательным замедлениш вариванием девяти : входящих н четырех восходящих кваадн по иду тектонического нарушения N 160.

Раос-оянне мэдду сквачинши составило 3 м-, последовательность веривши - в направлении на смелний блок; количество'ВВ - 80 кг гранулита АС-3 «а скввдау.

. Оценка эффективно, ти ¡взрыва выполнена методам» дискования керна I намерением конвергенции Сортов очкст!Ш оаход'ок и деформаций надблокового мзссиза. Полное прекра ,ниг динамических проявлений в блоке, неряду о полученными результата*.,, . подтвердили »фиктивность' разгрузки целика? по сбоим рудный толам.

- 14- '

3 А К10 4 ЕЯ Й Е

В диссертационной работе .дано новое реленяе актуальной нзуч-з-технической гадзчи комплексного прогноза и предотвращения горных ударов при отработке глубокого слсжисструктупного месторождения. Основные научные я практические результаты вьшсзлнён!шх исследований соса_лт в следующем:

1. Установлено, что удароопг чость месторождения "/лтей" обусловлена неодн' одкостью упруго-прочностных овойотз участков гранитов и высокими вначениями напряжений в массиве с преобладающей -ектонической составляющей. Концентраторами гсрнык ударов на мео-тсро#-->нии являются узлы «естгагс е-ацепления бортов рудоконтроли-рушнх тектонических швов.

2. Выполнено обоснование комплексного прогноза удароопасности, включающего определение мест контроля по данным гесдкнзаичеекого районирования массива,' кепрэрыЕнув регистрацию параметров рагруае-нкя грзнитов в диапазонах грг тн 1 - 10 си, 10 - 102 смДО2 - 103 см, существенны?: для формирования очагов горных ударов ка «есторожде-ни, и уточнение реаультатоа прогноза локальным методом.

. 3. Выполнено обоснование метода сейсиоакустиче^кой эмиссии для оценки параметров треиинообравования зссива.Определены оптималь-". ные частотные диапазоны регистрация аейс«эакусткчерких сигналов в '/слови я к действующего горного гроиввсдства. Рааработака функциональная структура автоматизированного ■ лпроля уд.^.оопасности, включающая сейсмическую, шкрждйпмкческую и сейсмоакустич&скую подсистемы. -

4. Раарэботан метод районирования иаапяжвиио-дв-^'рмкроваиного состоя кия. пород по результате«* «рофилироваиаа «аооила иаьедчины* зл^кгр< .магнитным поле-«.

й. Выполнены ^заведовании. колупаний приюэятурнн* пород, при ударна-вргдатеяьиом 6,,«нии-шпуров и разработана «етидика • ¿шального прогноза уЯЧрООПВДНООТЙ пи ЙКТеНСИВЙОСТГ в- Ои-рад»Ш>НУ ИрИ79ркайЬ8№ -1«Н!5Ч*НЙЯ • 8И»фГеТИЧе* ¡КИП №.ЖЯ4?пт*Я«»К,. ХАряк-

териэ'/канх уровень ' напгменяого о-л^тояни» ,уч»>4.тиа м.-о;и&.ч и ьер.-нтяую форьсу горного углрч. .

ч. РчараРотанм и вн<»дг*ны врактич<- ки« гч-й«- г»»»* п (»>-

СГСТ'/ЙНЙ«? y4S-.-TK.-i КЧ-.'Ш'М и {-Ч"М1-Ч1.Ч"»-»о.', 14 !.';•;•!

ц^ликн •кймуфлетй'э,'Сотря>'1ат'»»ккм1 сквалин.

Раарайогвк ж «нвдрвнв схем» ж>киы?т р^пут* «¡чи-тныл ьакодок длл условий применяемой на предприятии сиетеш р&грабогки.

Внедрение разработанных рекомендаций позволило получить значительный экономический эффект за счет обеспечения безопасное?.. а ■ ритыичнооти ведения работ на удароопвоных участках блоков 6е.-812 и ба-814. •

Осноюше положения диссертации опубликованы в рзбогал

1. Ксшмаков 8.Д., Ахметгареев P.A. К допросу прогноза удярс<~-пасности массива горных пород //Технич.прогресс в атомнои пром-оти/ Серия ГШ.-1983.-К4.-С. 26-30.

Г. Ахмотгареев P.A. Об и-"внерном методе оценки на-^йлений в массиве горных пород //Технич.прогресс в атомной грои-сти/ Серия ГШ. -1984.-Вып.!.- С.7-10.

3. Колмаков В.Д., Ахметгареев P.A. Опыт измерения напряжений в скальных породах методом параллельных скь-мт //Техн. прогресс в атомной пром-оти/ Серия Г№.-1^а5.-Ш.- С.6-11.

4. Кох Псов В.Д., Ахнетгареев P.A. Рекомендации по совериенс-твовани» технологии отработки удароопасных участков месторождений //Технич.прогресс в атомной пром-оти /Серия ГШ.-10Вб.-№.-С. 12-10. •

5. Ренев A.A., Ахметгареев P.A. Оценка геоиеханическсго состояния участков сложиоструктурно! j месторождения методом вызванной акустической вносим //Проблемы раграВотк: полезных ископаемых в условиях высокогорья: Те8.докл. I Всессюви.семинара.-Opy-ie. -11387. -0.21.

6. Ахметгареев P.A., Ахметгареев М.А. Способ оценки напряженного состояния массива горных пород //A.c. СССР 13773638, кл. £ 21 С 39/00.-Опубл. В.И. М»'в, 29.02.88. ■

7. Ахметгареев P.A. К вопросу оценки v-механического состояния участков пород сложно /руктурного месторождения '/Технич. прогресс в атомной пром-сти /Серия ГШ.-Еып.1.- С.9-11.

8.: Ахметгареев P.A. К вопросу разработки автоматизированной системы контроля горного давления //Технич.прогресс в атомной пром-стй /Серия, ГМП. -1&Э9. - Вып. 1. -'-С. в-12.

9. Ахметгареев P.A. Споооб с-ценк степени удароопасиости-уча.:ткг;в массива горных пород //А.с.СССР U82dlÖ, кл.Е 21 С 39/00.

'Ю. Проскуряю,в В.м. .Реиев A.A. ,М*венцев А.Ф. . mrep »i» P.A. Методические üccC~hh;>jth использования метода вызванной сейсмса-кустической эмиссии для оц*кки состояния массива //Твэ.дскв. XI Всесоюе. семинара по игм-р^нию напряжений а ыАсеиае t -*рных пород. -Новосибирск, Vi НО.' р.44-46.

1.. лметгерееи P.A., Msseйцев А.Ф., Ахметгарсев M.A. /'-nci-j контроля удароонаокостк участков массива горных пород //А.о.. CCL 1623318, кл. Е 21 F 6/00.

18. Ренев А.Д., Ахмэ: ареев Л А. ' Выаамоге рассл оеннй .кровля' г них выработок -по результатам рэгистрацим виброкодебаяий //Научи. -Tfexin проблемы подгем.разработки м-й: Мелвув.сй./Отв.ред. Егоров П.В.: КугПЙ, КемерСЕО, 1991.- С.65-£8.

13. Акштгареш P.A., 'Вокин'С.®.. Мезенцев А.®,, Ренев А.А Способ определ&ния нзпретенного соотояния участков касс за горных пор~,4 //a.c. СССР 1.764370, кл. Е-21 С 39/00. .

14. Ахметгареев P.A. ,Ео:._хов . A.B. .Мггекцэв Ад®., Ахмэтгаре-<*е М.А. Способ контроля устойчивости мзосива горних пород //A.c. СССР 1602576, кл. Е 21 С 39/00. / . •

Заказ 468. Тира" 100 енэ. Печать офсетная. r.Wb5H I п.л.. Формат 60x64/16____

Типография Кузбасского государствен эго

технического: университета..

6500. Кемерово, ул. Красноармейская, 115