автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.01, диссертация на тему:Прогнозирование сдвижений и деформаций горных пород при отработке рудных залежей сложной формы

Министерство топлива и энергетики России

Государственное предприятие РГ6 .Научно-исследовательский институт - __ горной геомеханики и маркшейдерского дела -•-> - ■ В н И м И

Николашин Сергей Юрьевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СДВИЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ГОНШХ ПОРОД ПРИ ОТРАБОТКЕ РУДНЫХ ЗА1ЕКЕЙ СЛОШОЙ ФОРШ

Специальность 05.15.01. -

"Маркшейдерия"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена ^Государственном предприятии научно- ■ 'исследовательском институте горной геомеханики и маркшейдерского дела (ЕНИМИ) Минтопэнерго России.

Научный руководитель: доктор технических наук Акимов Александр Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Борщ-Компониец Виталий Иванович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Протопопов Игорь Иванович

Ведущее предприятие - НПО "ВИОГЕМ"

Защита диссертации состоится ^ 1994 г.

в /О час. на заседании Специализированного Совета Д 135.06.01 при Государственном предприятии научно-исследовательском институте горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ) по адресу: 199026, г.Санкт-Петербург, Средний проспект,' 82 - зал заседаний Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ШИШ с 9 • до 15 -час. 30 мин.

Автореферат разослан. -¿Г¿ио/геи^ 1994 г.

Исходящий Л

Ученый секретарь Специализированного

Совета

доктор техн.наук, профессор ^--г В.М.Шик

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема отработки рудных залежей в пределах предохранительных целиков под охраняемыми объектами приобретает все более актуальное значение в связи с переходом народного хозяйства страны на новые экономические отношения. В предохранительных целиках законсервированы запасы сотен тысяч тонн ценных руд цветных и редких металлов. Эти запасы, как правило, наиболее разведаны, вскрыты и подготовлены к добыче с минимальными производственными затратами.

Возможность частичной или полной отработки рудных залежей под охраняемыми объектами в настоящее время в большинстве случаев определяется на основе использования понятия безопасной глубины разработки. При этом не в полной мере учитывается влияние на процесс сдвижения формы и размеров рудных залежей.. Использование на рудных месторождениях широко.применяющегося на угольных месторождениях наиболее прогрессивного подхода к установлению условий безопасной выемки пластов под охраняемыми объектами путем сравнения ожидаемых деформаций земной поверхности с их допустимыми значениями для подрабатываемых сооружений не реализуется, из-за отсутствия методов прогнозирования сдвижений и деформаций горных пород и земной поверхности.

Б практике разработки рудных месторождений в странах СНГ широко применяется система разработки горизонтальными слоями с твердеющей закладкой выработанного пространства. Применение данной системы разработки широко практикуется за рубежом и составляет в Японии - 43/а, в Швеции - Ъ%, Финляндии - 85$, Австралии - 20%, США - 10% от удельного веса подземной добычи руд. Будучи наиболее эффективной в отношении снижения потерь и разубоживания руды данная система разработки не исключает возможности образования пустот в результате выемки каждого слоя, а их накопление с увеличением глубины горных работ создает условия нарушения устойчивости окружающего массива и деформирования земной поверхности. Для залежей сложных форм, отрабатываемых с закладкой выработанного пространства, инженерные методы прогнозирования не разработаны.

Таким образом, в проблеме сокращения потерь в недрах и охраны зданий , сооружений и горных выработок, прогнозирование ожидаемых сдвижений и деформаций горных пород и земной поверхности является актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена в Государственном предприятии научно-исследотатйльолдал институте горной геомеханики

маркшейдерского дела (ВНИМК) в рамках тематического плана при выполнении следующих работ : Л 0294069101 "Выполнение комплексных исследований и разработка первой редакции "Общих правил охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок месторождений руд цветных металлов" (Л гос.регистрации 0189011448) ; № 0294065000 "Исследование закономерностей сдвижения горных пород при отработке сложно-структурных месторождений на глубоких горизонтах и разработка рекомендаций по охране сооружений и водных объектов на предприятиях п/я Р-6214" (№ гос.регистрации 01890006309).

Цель работы состоит в установлении закономерностей процесса сдвижения при отработке рудных залежей сложной формы с закладкой выработанного пространства, как основы для определения условий безопасное эксплуатации охраняемых объектов.

Основная идея работы состоит в схематизации процесса сдвижения с учетом общности его проявлений на рудных и угольных месторождениях для прогнозирования.сдвижений горных- пород при отработке сложно-структурных залежей.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие основные задачи:

1. Обобщение и анализ результатов натурных инструментальных наблюдений за сдвижением массива горных пород при отработке рудных залежей с твердеющей закладкой выработанного пространства.

2. Обоснование и разработка способа приведения сложного контура выработанного пространства к простой геометрической форме, эквивалентной по влиянию на сдвижение земной поверхности.

3. Определение параметров, отражающих устойчивое состояние массива горных пород и стадию установившегося процесса сдвижения при отработке рудных залежей с твердеющей закладкой выработанного пространства.

4. Разработка методики прогнозирования сдвижений и деформаций горных пород и земной поверхности, учитывающей особенности отработки залежей сложной формы с закладкой выработанного пространства.

о. Апробация и внедрение результатов исследований при решении вопросов охраны подрабатываемых сооружений в конкретных условиях.

Методика исследований. Для решения поставленных задач использовался комплексный метод, включающий:

- маркшейдерские инструментальные наблюдения на станциях, заложенных в горных выработках и на земной поверхности ;

- сравнительный анализ проявлений процесса сдвижения с учетом горно-геологических факторов и условий, определяющих его аналогию на угольных и рудных месторождениях ;

- анализ качественных характеристик процесса сдвижения в рассматриваемых условиях ;

- обобщение полученных данных и установление количественных взаимосвязей методами математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту

1. При отработке залежей сложной морфологии с твердеющей закладкой выработанного пространства,выделяется стадия устойчивого состояния, характеризующаяся развитием упруго-пластических деформаций горных пород и стадия установившегося процесса сдвижения, при которой увеличение оседаний земной поверхности пропорционально увеличению объема выработанного пространства.

2. Особенности проявлений процесса сдвижения при его прогнозировании в рассматриваемых условиях достаточно пс>лно могут учитываться определенным из геометрических соотношений коэффициентом формы выработанного пространства и эмпирическим коэффициентом устойчивости.

3. При отработке рудных залежей гори зонта льни».® слоями с твердеющей закладкой в нисходящем порядке принцип суперпозиции величин сдвижений от каждого слоя дает удовлетворительные результаты при прогнозировании ожидаемых величин только на стадии установившегося процесса сдвижения.

Научная новизна -результатов исследований

1. Сложный контур выработанного пространства, наличие в нем целиков и безрудных участков приводит к увеличению устойчивости вмещающих пород и уменьшению величин деформаций и размеров области сдвижения горных пород вокруг очистной выработки по сравнению с условиями, когда отрабатываются залежи правильной формы ; степень выраженности отмеченных явлений пропорциональна коэффициенту формы выработанного пространства, определяемому как отношение периметра прямоугольной эквивалентной площади к периметру фактического выработанного пространства.

2. Применение твердеющей закладки выработанного пространства увеличивает длительность стадии устойчивого состояния горных пород при увеличении размеров выработанного пространства ; максимальные величины коэффициента устойчивости на данной стадии не превышают 5-10$ от эффективной мощности залежи, определяемой с учетом коэффициента усадки закладки и полноты заполнения выработанного пространства. .

3. При прогнозирования сдвижений и деформаций от выемки рудных залежей сложной морфологии в качестве исходных данных могут использоваться угловые параметры процесса сдвижения при полной подработке, величины которых зависят от генезиса месторождения и связанных с ним структурных и прочностных свойств массива горных пород.

4. При работе на наблюдательных станциях с целы повышения точности результатов для высотной привязки исходного шахтного репера могут использоваться данные, полученные из оптических измерений при помощи лазерного интерферометра, а также новая методика компарирования рулеток.

йюмътми тттит ддаодеНДЙ, ВНВРДРй И геГ'ЖИДИИЙ, изложенных в работе, обоснована представительностью исходных экспериментальных данных, полученных на шести профильных линиях на земной поверхности и в толще горного массива за десятилетний период на различные стадии отработки залежей ; путем сопоставления прогнозных величин сдвижения с натурными данными ; использованием уточненных угловых параметров, полученных на 64-х профильных линиях.

Лдчндй,.дшд. дверей:

- проведение инструментальных наблюдений на наблюдательных станциях;

. - проведение, анализ и обобщение результатов экспериментальных исследований ;

- разработка новых методик маркшейдерских измерений ;

- разработка методики прогнозирования сдвижений и деформаций массива горных пород и составление программы для ЭВМ;

- обоснование величин граничных углов на основе типиза1хии рудных месторождений по генетическим признакам.

Практическая данность работы заключается в разработке инженерного метода прогнозирования сдвижений и деформаций горных пород и земной поверхности, позволяющего обосновывать возможность, отработки залежей сложной морфологии, находящихся в предохранительных целиках под охраняемыми зданиями, сооружениями и горными выработками.

Подложены новые методики маркшейдерских работ, включающие: способ передачи высотной отметки в шахту и компарирования рулеток, что значительно повышает точность наблюдений и производительность работ.

Роялиаадоя работы. Основные результаты работы вошли в "Инструкции по безопасному ведению горных работ и контролю за сдвижение!

породных массивов в предохранительных зонах шахт Приаргунского горно-химического комбината" (1991 г.) и в "Общие правила охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок месторождений руд цветных металлов" (проект 1990 г.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях "Молодые ученые ВНИМИ - горному производству" (Ленинград, ШИШ, 1988, 1990), "Проектирование строительства и эксплуатация горнорудных предприятий" (Белгород, ВИОГЕМ, 1989), на секциях научно-технического Совета по сдвижению горных дород, устойчивости бортов разрезов, геологическому и гидрогеологическому обеспечению горных работ (Ленинград, ШИШ, 1990, 1993), на международном симпозиуме "Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях" (Белгород, ВИОГЕМ, 1991).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в восьми печатных работах.

Сттгукттра и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 121 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литератур! из 69 наименование, содержит 20 таблиц, 16 рисунков и три приложения.

ОСНОВНОЕ СОЛЕШНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены работа, поовяшенные современным представлениям о механизме и закономерностях процесса сдвижения, положенным в основу прогнозирования сдвижений и деформаций горных пород и земной поверхности.

Основополагающий вклад в создание методов расчета сдвижений и деформаций земной поверхности и горного массива внесли С.Г.Авершнн, 4.Г.Акимов, В.Н.Земисев, М.А.Иофяс, С.П.Колбенков, Д.А.Казаков-ский, И.Г.Лисица, А.Н.Медянцев, Р.А.Ифллер, И.А.Петухов, Г.В.Орлов, а др. Исследования зарубежных авторов по этой проблеме отражены в работах Кейнгорста, Вальса, Бейера, Гольдрейха, Кнотте, Кратче, Вильсона и др. Однако эти методы расчета сдвижений и деформаций были созданы для угольных месторождений и не могли быть применены яа рудных месторождениях из-за различий в горно-геологических условиях, морфологии, системах разработки и т.д.

Исследованиям проблемы прогнозирования сдвижений и деформаций яа рудных месторождениях посвящены работы А.Г.Акимова, В.И.Борпь

Компониейца, В.В.Громова, С.Н.Зеленцова, В.А.Каиникова, В.А.Квоча-на, Р.Ф.Крушатина, А.Н.Ыедянцава, В.М.Тяпнна, И.Ф.Чухрая, А.Г.Шадрина и др.

Авторы данных работ рассматривает в основном условия разработки' рудных залежей, при которых на земной поверхности возникают зоны провалов и крупных трещин, связывая прргнозные величины с факторами, влияющими на процесс сдвигания. Расчетные эмпирические формулы имеют вид отличный от црименяемых на угольных месторождениях и используются для конкретных месторождений. Аналитические и численные методы обладают общностью, независимо от вида месторождения.

Анализ известных методов прогнозирования сдвижений и деформаций позволяет сделать, следующие выводы:

1) Для большинства рудных месторождений методы прогнозирована отсутствуют или находятся в стадии разработки.

2) Независимо от вида месторождения отмечается одинаковое влияние на процесс сдвижения таких факторов, как мощность залежей, крепость горных пород, размер! выработанного пространства, способ управления кровлей, в то время как влияние угла падения и дрвгих факторов зависит от структурных особенностей горных пород.

3) Для рудных месторождений со сложной морфологией, разрабатываемых системой горизонтальных слоев с твердеющей закладкой, инженерные методы прогнозирования сдвижений и деформаций горных пород не разработаны.

На основе анализа известных методов прогнозирования сдвижений и деформаций сформулированы приведенная выше цель и задачи исследований.

Во второй главе приводятся результаты анализа форм сложно-структурных залежей и обоснование, параметров, характеризующих степень их сложности при прогнозировании сдвижения горных пород.

На рис. I показан план горных выработок одного из слоев залежи сложной формы. Характерными особенностями таких залежей являются наличие внутри общего контура выработанного пространства безрудных участков и целиков, отсутствие сплошного выработанного • пространства значительных размеров, общая незакономерная конфигурация, обусловленная изменением содержания полезного компонента.

Рис. I:

Р - периметр внешнего контура отрабатываемого слоя.

В качестве характеристики сложности формы, выраженного количественно коэффициентом форма <Кф), принято отношение периметру (А1 б'в'г'), по площади равного фактически отработанной площади 5 к периметру фактического контура Р (рис. I). __

' * ¿(А'Б+Б'д').. 2/АБ+Ш ГПГ (I)

К<Р= р - р \/—>

где АБ и ЕВ - стороны прямоугольника, описывающего контур слоя, а'б' и Б'В' - приведенные размеры контура слоя к правильной № метрической форме, 5' я 5 - соответственно площади прямоугольников а'б'в'г' и АЕВГ.

Для различных месторождений сложной морфологии фактическое среднее значение Кф изменяется в пределах от 0,56 до 0,86, а для слоев одной залежи от 0,4 до 0,78 .

При постоянном значении площади отработки и других параметров, влияющих на процесс сдвижения, и изменении отношения сторон эквивалентного прямоугольника в наиболее часто встречающихся в натурных условиях пределах 1:1 ; 1:1,5 ; 1:2 ; .1:4, расчетная величина максимального оседания отличается не более чем на 10-15%, что подтверждает приемлемость принятых допущений по трансформации отрабатываемых слоев. <

Наличие в общем контуре выработанного пространства ^ целиков и безрудных участков общей площадью учитывается коэффициентом полноты выемки:

-1----С2)

Рассмотрены возможности использования коэффициентов формы и полноты выемки не только для слоев в плане, но и к разрезам вкрест простирания и вертикальным проекциям при отработке рудных тол камерно-целиковыми системами разработка.

На основе классификации рудных месторождений, в которой выделено три типа массивов горных пород: I - слоистый или сланцеватый, П - грубослоистый, Ш - неслоистый. Определены значения граничных углов, которые во всех случаях является необходимыми параметрами для прогнозирования сдвижений и деформаций. В зависимости от типа месторождения - I, П и Ш - граничные углы положе углов сдвижения соответственно на 6,5 и 3 градуса.

Уточнены значения углов сдвижения, средняя квадратическая ошибка определения которых составила ±. 5°, то есть несколько меньше, чем для принятых значений этих углов в действующих нормативно-методических документах.

В третьей главе содержатся предложения по усовершенствованию методики наблюдений и анализируются результаты наблвдений в горных выработках и на земной поверхности при отработке рудаых залежей сложной морфологии системами горизонтальных слоев с твердеющей закладкой.

Для повышения точности наблвдений предложен новый способ передачи высотной отметки в шахту с использованием высокоточного прибора - лазерного интерферометра (рис. 2), устанавливаемого вблизи устья ствола.

к

2

ч

V

77?-777-777

ле._ш._ш.

¿и_щ.

77}-777-777

777-777-777-777-777

Рис.2

I - лазерный интерферометр ; 2 - верхнее плоское зеркало ;

3 - шшнее плоское зеркало ; 4 - нивб'лиряая рейка.

После передачи высотной отметки на интерферометр, устанавливают плоское зеркало 2 на верхнем горизонте и измеряют расстояние интерфереционным способом. Затем измеряет,расстояние % + ~ ^о яо нианвго зеркала. Взяв отсчет в £ис. 2 по нивелирной рейке 4 определяют'высотную отметку шахтного репера.

Разработана новая схема компарирования рулеток в любых условиях (полевых, лабораторных), причем как на всю длину рулетни, так и поинтервально с помощью двух дисков, сжимаемых пружинами. Устройство установлено на жестком основании.

Как показывает опыт разработки и наблюдений за вмещающими породами на рудниках, где используют системы с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, твердеющая закладка полностью не исключает сдвижения и деформаций вмещающих пород и зе.мной поверхности.

Характерной особенностью процесса сдвижения при отработке залежей со сложной морфологией является наличие длительной стадии устойчивого состояния мамсива горных пород. К определяющим признакам данной стадии относятся: деформации массива не превышают упруго-пластических, нормальное состояние горных выработок, отсутствие сдвижения земной поверхности. Типичным примером сдвижения на этой стадии являются залежи, отрабатываемые рудниками При-аргунского горно-химического комбината.

Рудные залежи залегают в гранитах с коэффициентом креиости £ = 12-16, которые пврекрыты вулканногенно-осадочной толщей мощностью 300-500 м с = 8-14. Реперы наблюдательной станции располагались в 15-40 м от кровли верхнего слоя. Коэффициент усадки закладки В = 0,05, коэффициент заполнения слоя закладкой А. = = 0,8+0,95. Мощность слоя = 3,5 м. Наблвдения проводились' над блоками 6а-712 и 4а-704.

Диапазон изменения фактических и расчетных характеристик слоев по блоку 6а-712 выглядит следующим образом: площадь отработки фактическая 6' = 4000-9075 м2, периметр контура слоя в плане Р = 440-865 м, коэффициент формы слоя в плане К^ = 0,43-0,77, коэффициент выемки слоя по площади = 0,5-0,86, прямоугольная площадь отрабатываемых слоев «5 = 7790-88000 м2. Значение коэффициента устойчивости Ку колебалось от 0,02-0,04. /

По блоку 4а-704 площадь отработки фактическая >5 = 4075-17250 м2, периметр контура слоя в плане Р = 315-1140 м, коэффициент формы слоя в плане Кф = 0,45-0,9, коэффициент выемки слоя по площади. Кд = 0,43-0,77, прямоугольная площадь отрабатываемых слоев 5 = 7067-26865 иг. Значение коэффициента устойчивости Ку колебалось от 0,015 до 0,04.

Эффективная высота слоя определялась по формуле:

с-(1 - А + АВ)-/^ , (3)

Значения коэффициента устойчивости массива получены обратным расчетом по формуле:

(4)

По мере увеличения количества отработанных слоев, коэффициент устойчивости Ку в целом для отработанного участка колеблется в пределах от 0,015 до 0,04 ; для отдельно взятого слоя на различной глубине значения коэффициента устойчивости с глубиной уменьшаются.

На установившейся стадии находится процесс сдвижения при отработке рудного тела на Малышевском месторовдении, отрабатываемого в нисходящем порядке горизонтальными слоями с твердеющей закладкой. Породы висячего бока представлены чередованием диоритовых порфи-ров, серпентинитов и углисто-кремнистых сланцев со средним коэффициентом крепости £ = 8-10. Верхняя часть рудного тела отраба-тнвалась открытнм способом. Форма рудного дела чрезвычайно слож-

Рис. 3:

I - кривая оседаний по наблюдениям ; 2 - то же по расчету ; 3 - отработанные слои ; 4 - реперы наблюдательной станции ; 5 - расчетные точки ; 6 - трещина.

нал. Наблюдениями охвачена часть мульды сдвижения от верхней бровки карьера до ее границы (рис. 3). Характерной особенностью данной стадии является увеличение размеров мульды сдвижения при увеличении размеров выработанного пространства. 1

На рис. 3 показаны кривые оседаний земной поверхности, полученные по результатам наблюдений за 1981-1982 гг. при отработке 12 слоев. Значение граничного угла по данным наблюдений ^Зо =30° угол максимального оседания & = 90°. По данным маркшейдерских замеров коэффициент заполнения шраБбганного пространства А = = 0,95-0,97, а коэффициент усадки закладки В = 0,04. По отдельным слоям значения коэффициентов Ку и К^ изменялись соответственно в пределах 0,37-0,56 и 0,75-0,86. Значение коэффициента Ку примерно в 10 раз больше, чем на стадии устойчивого состояния массива и соответствует величине максимального относительного оседания т-параметра, используемого при расчетах на угольных месторождениях.

Вне зоны влияния карьера выделен участок мульды сдвижения от репера 7, находящегося в 80 м от его верхней бровки, до 21-го. Для этого участка отклонение, рассчитанное по методике приведенной в главе 4 максимального оседания от фактического, составило 20 мм, максимального наклона - 0,2 * 10. Подученные результаты подтверждают возможность применения методики расчета для участка мульды сдвижения, находящегося вне зоны влияния открытых горных работ при совместной' отработке месторождений.

В четвертой главе, изложена предлагаемая методика прогнозирования сдвижений и деформаций горных пород и земной поверхности, применимая, в основном, для крутопадающих месторождений,'с крепкими вмещающими породами 8) грубослоистого строения.

Границы зон сдвижения на разрезе вкрест простирания во всех случаях определяют по граничным углам , (>В*0) »

и углам полных сдвижений .

Расчет оседаний при устойчивом состоянии массива (рас. 4) Оседания от одного слоя в пределах зоны полных сдвижений, определяемой по углам полных сдвижений

Ч^о-Кц'Кср-Кэ , (5)

где Кф - определяют по формуле (I), Ку - коэффициент устойчивости для условий, аналогичных Приаргунскому ГХК,по формуле (4), а для неизученных условий принимают с запасом 0,09.

1У

Рис.4:

I - земная поверхность ; 2 - верхняя граница зоны влияния очистной выработки ; 3 - отработанный слой ; 4 - зона полных сдвижений.

Максимальное оседание пород от одного слоя за пределом зоны полны.; сдвижений по линии, проведенной под углом максимального оседания 0 ,

(6)

осадания в горизонтальных сечениях выше зоны полных сдвижений

(7)

оседания в сечениях, пересеканплх зону полных сдвижений вйе ее

. (8)

где У - расстояние по вертикали от верхней границы зоны сдвижения, рассчитываемой по формуле Мр ^ ?> ¿.' - размер горизонтальной проекции залежи на разрезе вкрест простирания, М - эффективная мощность залежи» - размер отрабатываемого слоя н;; разрезр вкрёст простирания, - функция распредения

оседаний, зависящая от относительной координаты ,

X - текущая координата, /-. - длина полумульды.

От нескольких слоев максимальное оседаниь в зоне полных сдвижений равно отношению суммы оседаний от каждого слоя. За пределами зоны полных сдвижений максимальное оседание определяется с использованием величины максимального оседания в зоне полных сдвижений при корректировке величин Нр и ¿/ .

Расчет сдвижений при установившемся процессе сдвижения определяют по формулам (рис. 5):

Ю 08 аб м <?2 _ о' дг _ о_<,1

I ю х.

Рис. 5:

I - векняя поверхность ; 2 - отработанные слои ; 3 - расчетная мульда сдвижения.

- максимальное оседание земной поверхности от отдельного слоя

= КуКфЯэ^л/г ; (9)

- суммарное максимальное оседание от всех (отработанных и намечаемых к отработке) слоев

¿КуЯ9С Л/п-Л4 ' (10)

- оседания в точках мульды сдвижения определяют по формуле (7) ;

2) для толщ горных пород:

- максимальное оседание на уровне кровли каждого слоя

ТрЛ^Куё КргНы ; (II)

- максимальное оседание от всех слоев, выше зоны полных сдвижений по линии ОО'

оо^^ у,

В формулах - коэффициенты подработанности соот-

ветственно вкрест простирания и по простиранию, определяемые в зависимости от отношений й^/Н и Д/Н ; и - стороны площади отработанного слоя, приведенные к правильной прямоугольной форме ; П - порядковый номер слоя, считая от нижнего ; У -расстояние от точки О'до расчетного сечения.

Значения наклонов и кривизны определяют по методике, применяемой при обработке результатов натурных наблвденпй на профильных линиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе выполненных исследований разработана методика прогнозирования сдвижений и деформаций толщи горных пород и земной поверхности при отработке рудных залежей сложной морфологии системой горизонтальных слоев с твердеющей закладкой выработанного пространства. Методика прогнозирования и основные результаты вошли составной частью в "Инструкцию по безопасному ведению горных работ и контролю за сдвижением породных массивов в предохранительных зонах шахт Приаргунского горно-химического комбината" (1991 г.), в проект "Общих правил охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных разработок месторождений руд цветных металлов" (1990 г.), в "Рекомендации по безопасной внемки запасов руды пластов 15 и 13бис в целике под железной дорогой МПС Дрогобыч-Трускавец на Стебниковском калийном заводе" (1991); в "Методику оценки перемещения вмещающих пород при управлении сдвижением твердеющей закладкой" (1990 г.).

Основные научные выводы и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Обоснован способ учета в;аяния сложного контура залежи на процесс сдвижения с помощью коэффициента формы, равного отношению периметра эквивалентной площади отработки к периметру фактического контура выработанного пространства, изменяющегося в натурных условиях в пределах от 0,3 до 0,9.

2. Использована типизация геологических условий разработки рудных месторождений по принципу уменьшения степени выраженности слоистости (сланцеватости) горных пород, позволившая уточнить угловые параметры процесса сдвижения.

3. Разработана инженерная методика прогнозирования сдвижений и деформаций земной поверхности и толщи горного массива при разработке месторождений системами горизонтальных слоев с твердеющей закладкой.

4. Предложены новые способы маркшейдерских работ при наблюдениях на замерных станциях, которые повышает1 точность измерений и снижают их трудоемкость.

5. На основе методики прогнозирования сдвижений при отработке сложно-структурных залежей решена актуальная практическая задача выемки запасов под охраняемыми объектами системами с твердеющей закладкой в условиях, аналогичных Приаргунскому ГХК, Малышевскому месторождению и др.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Переносной измеритель перемещений для контроля микроде-$ормаций массива горных пород. Тез.докл. "Молодые учение ШИШ -горному производству", 1988 - Л.: ЕНИМИ. - с. 9-Ю.

2. К расчету максимального оседания земной поверхности при отработке крутопадаицих рудных залежей системой горизонтальных слоев с закладкой. Тез.докл. "Молодые ученые ЕНИМИ - горному производству", 1990. - Л.: БНИМИ. - с. 6-8.

3. К определению параметров процесса сдвижения на рудниках Криворожского бассейна. Тез.докл. на научно-технической конференции "Проектирование, строительство и эксплуатация горно-рудных предприятий" ВИОГЕМ, Белгород, 1989. - с. 30-32.

4. Способ передачи высотной отметки в шахту. A.C. К I78I542, от 15.12.1992 (соавторы В.М.Тяпин, Н.А.Никитина).

5. Способ проверки рулетки. Патент 1758395 от 13.01.93, 1993 (соавторы С.Н.Зеленцов, В.А.Внуков).

6. Реализация систем регионального геомеханического обеспечения подземных горных работ в сложных горно-технических и гидрогеологических условиях. Материалы международного симпозиума "Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях". Белгород, 1991 -

с. 175-180 (соавторы А.Г.Акимов, С.Н.Курин).

7. Прогнозирование сдвижений горных пород при отработке крутопадающих залежей с закладкой выработанного пространства// Изучение и прогноз сдвижений и деформаций массивов горных пород, гидрогеомеханических процессов при разработке месторождений открытым способом. Сб.научн.тр. ЕНИМИ, - Л.: 1991. - с. 19-24 (соавтор А.Г.Акимов).

8. Типизация рудных месторождений, как основа для определения параметров сдвижения. Управление горным давлением и прогноз безопасных условий освоения угольных месторождений. Сб.научн.тр. -

Ч. 2/БНИМИ, Л.: 1990. - с. 55-59 (соавторы А.Г.Акимов, С.Н.Зеленцов).

г

Печатный цех ВНИМИ Заказ 8. Тираж ICO. Объем I п. л. Бесшгатно. Подписано в печать 30.03.94 г.