автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.04, диссертация на тему:Устойчивость горных выработок рудных месторождений при динамических проявлениях горного давления

РГВ од

/ 1| '"■'V"' '^н'."1

Министерств о'наукк, высшей школн и технической политики Российской 5вдерадчи

Санкт-Петербургский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции,

овдена Трудового Красного Знашшг Государственный-------

горный институт им. Г.В.Плеханова (Технический Университет) •

На правах рукописи ТРУШКО ВЛАДИМИР ЛЕОНИДОВИЧ

УСТОЙЧИВОСТЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТ ОК РУДНЫХ . ЫЕС1'0Р0ВД2НИЙ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЯХ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Специальности 05.15.04 - "Шахтное строительство" и 05 Id.II "Физические -процессы горного производства"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора • технических наук

Санкт-Петербург 1993

.^абота выполнена л Санкт-Петербургокоы государственном го] ном институте ии.Г.В.Плбкакова.

О^ицкальныз оппоненты: доктор гехнических на;'К, профеиоор

Пбньковоиий Г.Ф.

доктор тэхничвс2{их наук, профессор

Ковалев-О,В,.....

доктор технических наук, главный научный сотрудник Смирнов В .А.

Ведущее предприятие: институт "Гипроникель"

Защита диссертации состоится "20" ЩАЯ 1993 г

в . час. ¿5" мин. на заседании специализированного - Совет Д-063,15.03 в Санкт-Петербургском' государственном горном инст туте по адресу : .

. 199026,-Санкт-Петербург, В-26, 21 линия, дом 2, аудито-•рия !(6Р ... ."-''■■

- -С диссертацией-шисно овнакомиться.в библиотеке Санкт-Пеге бургокого государственного горного института.

Автореферат раеоолан " \6 и <?тр&1Я 1993 г..

. .. ..Ученый.секретарь.

опбциалиаированного :Совата ^

Д 063.15.03, к.т.н., доцент Очкуров В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальнооть-проблемы,-Перепек, лбы подземкой разработки рудных месторождений и технико-экономические показатели горных предприятий в значительной степени определяются эффективностью отработки участков месторождений на глубоких горизонтах, доля добычи из которых постоянно растет. Освоение глубоких горизонтов связано с ухудшением геологических и горно-технических уо-лоеий, появлением на ряде месторождений динамических форм проявлений горного давления в ваде динамических явлении типа стреляния, толчков, горных ударов и обрушения горных пород. Они вызывают тяжелый травматизм горнорабочих,- онижают производительность их труда и приносят большой материальны" ущерб,

В настоящее время более 70 рудных месторождений отраны отнесены к разряду склонных к ггрным ударам. Так, на удароопас-ных шахтах Североуральского бокситового баооейна при разработке глубоких горизонтов зарегистрировано с 1972 г. более 250 горных ударов*'', о энергиями от ю' до 3,9 10® Джоулей, а количество динамических явлений-превни&ет.тысячу ежегодно. Наиболее сильные из них приводили к нарушению, окружающего выработки, массива пород на площадях до 3300 м^, объемы выброшенной горной нас си при этом достигали 500 м3, а нарушения выработок наблюдались на нескольких горизонта.;.

Больше разрушительные последствия динамических явлений связаны в немалой степени с недостаточной изученностью механизма их воздействия на горнне выработки и^нереыенностьв проблемы обеспечения их устойчивости в условиях динакических форм проявлений горного давления.

Применение традиционных подходов и способои обеспечения устойчивости горних выработок в этих условиях на дают желаемых результатов, а затрата на их восстановление и ремонт ежегодно растут, .

Цель работы - разработка и научное обоснование способов повышения устойчивости подготовительных, нврззиых и очистных вырясоток в условиях динамических проявлений герчего давления с

в дальней;ом будем пользоваться более общим термином « динамическое явление.

использованием упрочняющих крепей.

■ Идея работы заключается в'повышении сопротивляемости окружающего выработки массива пород -эоздеиствию динамических нагрузок за счет формирования в нем зон с необходимыми прочностно-деформационными характеристиками путем оптимизации параметров оейсмостоЛкмх упрочняющих крепей и выбора рациональной формы поперечного оочення шработок.

Задачи исследований;

* исследовать влияние динамических явлзний разных оиергий на характер и формы потери устойчивости выработок;

- построить расчетные схемы и разработать методики расчета устойчивости выработок и выбора оптимальных параметров упрочняющих крепей с учетом воздействия оейсмических волн динамических явлений;

- и< следовать влияние горногеологических и горнотехнических факторов на устойчивость внрабомк и разработать инженерный критерий ез оценки в условиях динамичеоких форм проявлений горного давления;

- разработать аффективные опособы обеспечения устойчивости подготовительных, нарезных и,очистных выработок, повышающие несущую опоооб! сть огпужающего выработки масоива пород при динамичеоких проявлениях горного давления;

- обосновать и разработать нормативы проектирования сейсмостойких упрочняющих крепей подготовительных, нарезных и очистных выработок при динамических формах "роявлония горного давления.

Методы исследозаний., В работе приметен комплекс методов исследований, вздючащий: научный анализ и обобщение данных, опубликованных в горно-технической литературе отечественными и. зарубежники учеными по методам расчета и обеспечения устойчивости . обнажений пород в подготовительных, нарезных и очистных Енрасот-кцх при динамических проявлениях горного даЕления; лабораторные исследования процесса деформирования и разрушения горных пород при различных видах напряг^кного состояния, а также закономер-носчий механического упрочнения монолитно-Л и раздельно-олочнои среди методом моделирования на эквивалентных'материалах с использованием тенаометрического метода измерений; шахтные инструментальный исследования процессов деформирования массива пород, окружающего подготовительные, нарезные и очистные ьырасотки, ю времени и под воздействием оеисмичоских ьолн динамических я ело-

иии о использованием данных сейсмических наблюдений сейсмостан-ции "Севароуральск"; аналитические исследования ^иап4 .женно-де- . . формированного состояния массива пород вокруг выработок при динамических воздействиях с применением математического моделирования на ЭВМ; промышленные испытан!... в аахтных условие разработанных методов прогноза и обеспечения устойчивости подготовительных, нарезных и очистных выработок в условиях динамических форм прояняений горного дашения.

Полученные при проведении исследований результаты обрабатывались методами математической статистики, сопоставлялись и ана-лизир- садись.

Научные положения, выносимые на защиту»

1. Потеря'устойчивости обнажений пород на контуре выработок наблюдается при достижении приконтурной зоной массива предельного состояния в результате увеличения степени нерзЕНОКОМпонентнос- . ти поля напряжении при суммарном * эйствии статической и динамической их составляющих..Развитие зоны разрушения пород происходит в направлении нормальном вектору максимальных главных напряжении и направлению п.°чения сейсмических голн, а её иитенсивно'сть обуславливается прочностными и усталостными свойствами породного массива, степенью его трециногатости, ориентацией вкр ботки относительно направления максимальных главных напряжений и величи- ' ной энергии динамических яале^иЬ.

2. Процесс деформирования слоистого массива пород кровли выработок при динамических проявлениях горного дагления имеет двухст&цкйный характер - совместное деформирование упрочненной зоны пород с вышележащим массивом без нарушения сцепления и'самостоятельное деформирование упрочненной зоны после нарушения ецепл&кия с вышележащим массивом. Характер расслоения пород кровли обусловлен развитием резонансных колебаний под воздействием сейсмических волн и определяется упрушми свойствами и

.модностью слоев, а также ориентировкой и величиной действующих главных напряжений.

2. Упрочнение 1-'.онолит!-;ои и раздельно-блочном среды штангами с плотностью расстановки осльке С,7 ит/и^.приводит к закономерному ;;лел-.Ч';ки.й зё прочности и модуля деформации в до- и запредельно,: «'.-¡детях деформирования, причем для расдельно-блочной . _ ■ ср'.ды }«ст этих параметров в 1,5-2 рс.за '»пае по сравнению с мо. Н0л:1Т1)0'и<' Уп; очнвмшй гст-гшгами массив пород еаё на допредельно::

стадии деформирования наряду с приобретением большей прочности повышает свои деформационные свойства, выдерживая рост деформации до разрушения на 60-70 что обуславливает повышение устойчивости приконтурной зоны пород,' упрочненной штангами. Упрочняющий эффект сохраняется и в запредельной стадии деформирования, т.е. в процесса разрушения материала, с относительным возрастанием его при уменьшении прочности материала.

^ Полученные.экспериментально количественные зависимости изменения коэффициентов упрочнения, остаточной прочности и модуля деформации от параметров штанговой крепи открывают новые возможности .для совершенствования аналитических методов расчета и

ценки устойчивости обнажений пород в выработках о учетом упрочняющего воздействия итанг.

К. Повышение устойчивости обнажений пород слоистой кровли при воздействии сейомических волн достигается снижением амплитуды колебании приконтурной зоны пород за счет изменения её прочностьо-деформацчонных свойств при механическом упрочнении пород приконтурной зоны, а оптимальные параметры упрочнения определяются из условия минимизации прогибов.

5. Устойчивость обнажений пороп на контуре выработки нарушается при определенном соотношении действующих в массиве напря« асений и прочности пород, а интенсивность процесса разрушения определяется величиной отого соотношения.

На этой основе разработан критерий напряженности Пдв, учитывающий аномальность напряжений в данном районе, их концентрацию в результате сейсмических* воздействий, проведения данной и других выработок, а такжг изменение прочности пород в массиве в результате усталостных явлений, структурной ослаблвнности и сте пеки упрочнения пород приконтурной зоны.

Прогноз устойчивости элементов выработки на стадии прос.;ти рования и её проведения базируется на определении величины критерия Пцв , по которому Еэд-ляется четцие категории устойчивости.

Лостсверность научных положений, выгодов и рекомендаций подтверждается большим объемам производственных I* лаоораторннх экспериментов, прогздекних в 1981-1591 гг. для пирохы-о диапе-зона горко-геодогчческих условий, у до м, ьо ритзд шей сходимость р^с-'сты'х и -.-ылич^еких результатов, полученных при 0г;ыт;!0--пр0-ч-.гдоаио»: ¡^сверке и ги<у редей рококеид> еьух способов сбьспзче-

ния устойчивости выработок в условиях динамических проявления горного давления, а также положительными результатами длитель-ного^использов?чия предложенных технических решений и методических разработок~как при проектировании, так и на дейстгующих . рудниках Североуральского бокситового бассейна.

Научная новизна работы.

1. Выявлен механизм разрушения обнажений перод. в подготовительных, нарезных и очистных выработках и определены формы поае-ри их устойчивости при динамических проявлениях горного данлзния в зависимости от места расположения очага, типа и энергии динамического явления, параметров сейсмических волн.

2. Разработана методика долговременных шахтных исследовании напряжзнно-деформированного состояния массива, позволявшая выделить и оценить степень воздействия сейсмических волн не процесс деформирования пород кровли очистных и нарезных выработок.

3. Установлены закономерности деформирования пород кровли очистных ." нарезных выработок при статических и динамических воздействиях. Выявлена даухстадийность отого процессе, включающего деформирование приконтурного массива пород как единой системы па первой стадии и как системы с.нарушенным сцеплением некду упрочненной зоной поред и основной кровлей на второй стадии.

4. Построены модели резонансных колебаний г.ород кровли.нарезных и очистных выработок, как упругой систем;; при двухстадкй- • ном дефермироваиии иод воздействием сейсмических .волн, представленных произвольной периодической возмушающем силой. На их основе разработаны расчетные а каш и метод расчета устойчивости слоистом кровли.

5.. Выдвинута и экспериментально подтверждена гипотеза о возможности эффективною повышения устойчивости слоистой крялк. • выработок при динамических воздсйсть'ях кгмено.чием жесткости приконтурнпй зоны пор'д путем об механического упрочнения, оптимизация параметров которого определяется -по критерии.мшшь^льных прогибов.

6. Установлены■закономерности ипменення прочностно-дефорна-пионннх характеристик мокелмтно!: и р ».зарльно-чуюччой гр*ди в дои запредельной стадиях дс.1.ор'Л!.<ши!»я от пя^-лет; об втаагме;. крепи: плоткост!: расстелется 'I= 0,7*2,8 птЛс н и^с^с». способности Р = 30+15С ки, <:оз:-од?и!и>? количос:т>с>.!10 о;:с ь упрочнявший эффект, " " • - '

7. Выявлены заьисимости изменения величин концентрации динамических напряжений при импульсном воздействии нестационарных сейсмических волн 01 формы поперечного сечения выработки (круг-лат, аллипсовидная, квадратная и шатровая), качества её оконту-ы;вания и длины волн динамических напряжений, позволяющие учесть дикамическуг составляющую напряжений при оценке устойчивости породных обнажений,

8. Предложен единый критерии напряженности П в элементов выработки для оценки еч устойчивости г.ри статических и динамических проявлениях горного давления в зависимости от природного поля напряжений, энергии динамических явлений, формы выработки, усталостны/.и прочностио-доформационных характер стик пород, структурной ослаблснности и степени упрочнения приконтурной зоны пород.

9. Разработана классификация устойчивости обнажений пород ь горных ъыраоотках по критерии напряженности Пдв , предусмат-риваьиая категории устойчивости:

Пдв < 1,0 - устойчивое состояние массива; ПдВ " 1,0+1,3 - предельное состояние, характеризуемое возможностью отдельных Еывалов и "шелушением" пород на ::онтуре выработки; П в " 1,31+3,0 - неустойчивое состояние, характеризуемое "стрелянном" и.вывалами динамического характера; Пд3 > 3,0. - очень неустойчивое состояние, характеризуемое "заколообразованием" вслед за обнажением пород и выбросами пород при динамических воздействиях.

Практическая ачпчимость работы.

1, Разработаны инкзнорные методы оценки форм потери устойчивости выработок с учетом дкнамячискчх проявлении горного давления через отношение'доиствувиих в массив«"напряжений к проч-иостньн параметрам пород.

2, Созданы цфективныо способы повышения устойчивости выработок, базирующиеся на формирогании ь приконтурном пассиве зон с необходимыми.прочиостно-дедормационнимк характеристиками и применении рациональных форм поперечного сечония выработок.

3, Разработана на основе кодификационного принципа типовые паспорта крапления и технологии возведения сейсмостойких крепей подготовительных, нарезных и очистных выработок в условиях ди-

намическ-лх проявлений горного давления.

k. Предложены новые конструкции, ат^нгогах л ксмбинлроглн-ных-1 сейсмостойких упрочнявших .срепэи для. подготовительных, нарезных и очистных выработок; разработаны" нормативы их проект««', ровакил и выбора рациональной формы поперечного сечения с учетом природного погя тектонических напряжений и динамических воздействий.

5. Составлены алгоритмы и пакет программ расчетов на ПЭВМ оптимальных гараметров упрочнчхиих крепой, обеспечивавших ус-тойчивоси выработок в условиях динамических проявлений горного давления. ' '

Внедрение результатов работ».

Результаты исследований и практические рекомендации .-«паи составной частью в отраслевые нормативные документ«, утвераиен-нив МВД СССР: "Инструкция по креплению полевых горизошальных и наклонных горных выработок на Се^эроуральеких месторождениях бокситов", Л., 1988, W е.; "Типовые паспорта кгеглэния основных подготовительных наработок на сахтах СУБРа" Североуральск, ДИ-СУВР, 1984, 61 е.; Руководство по выбору коне тру ктиыых параметров камерно-столбоиой' системы раг.рабоч-к* на шахтах ПО СУВР, С.ъердлоаск, Унипромедь-, 1980, 55 е.; Р/когодство по выбору кон~ структиших параметров камерной системы разработки с тьердогвеП закладкой на шахтах ПО СУВР, Свердловск, Укипромс-дь, 1SC3, .53 с.

Разработанные способы обеспечения устойчивости в^раооток, методики выбора параметров упрочняющих крепей, тг.повке паспорта крепления подготовительных, нарезных и очистных выработок в условиях динамических проявлений горного давления широко применяются при отработке"действующих-к проектировании новых горизонтов рудников Севороуральского бокситового бассейна. По рекомендациям автора в период 1584—1990 гг. закреплено 65 километров'подготовительных и 176 тысяч м^ нарезных и..очистных выработок с фактическим экономическим аффектом более 1,7 миллионов" рублей; -

Научные и практические результаты работы используются в учебном процессе при г.одгетовке специалистов горного профиля.

Апробация роботы. Основные положения работы докладывались, обсулдалпоь и получили одобрение на Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика проектирований,' строительства и гаксклуатацкй тгнеоког.рэигиодительннх подземных рудников", Моек- • ва, 1990} на 1У Республиканском научно-техническом семинаре "Не- - ..

редовие технологии разведьи и добычи полезных ископаемых, ооо-бяннооги строительства и экологии на крайнем Са-варе!', Воркутч, ■ 1990 ; на II .РеопуЗликаноком саминапа "Проблемы разработки МПИ в условиях Высокогорья", фрунаа, 1990 ; на XXX Юбилейной научно-уахпичаокой конференции, посвященной 70-летию ДЗПИ, ¿ладивосток, I9S8 ; на научно-техническом совещании "Проблемы развития маото-рсясданий на рудниках ПО Апати»", Ленинград, 1988 ; .на Всесоюзном семинаре по измерению напряжений в массиве горных пород, Новосибирск, СО АН -СССР , 1987 ; на научно-технической конференции. "Основные.напр&впения и задачи совершенствования технологии разг ряботки бокситов в ПО СУБР'-V Савероура ль ск, 1986 ; на Воеоо-юзноы научно-техническом"оовощании."Применение огалеполимерного и полимерного крепления на рудниках цветной металлургии", Джее-казгаи, ЩМ'СССР, НЯИИцвв1мет,--1984 ; на..Воеооюзной научно-техни-чеокой конференции "Исследование,.прогноз а контроль проявлений • горного давления1',.Ленинград,-ЛГИ, 1982 v ва научно-технической йонйорэнции.^Крепления подземнах выработок в условиям повышенного горного . давления", Свердловок, 1982- ¡ на научной дисл<уооии по проблеме горного давления на больших глубинах, Кривой Рог, МЦМ УССР, КЙГРЛ, 1982 ; на технических совещаниях ПО СУБР (1Э8Ы991) на заседаниях секции. "Шахтное отроите льет в о" НТС по горному делу Ленинградского горного инотитута (I98I-I990 гг.)«

Решением кониуроной комиосии Севвро-Бападного территориального Правления и президиума НТО цикл работ по новому'виду упрочняющая штанговой крепи удоотиен диплома (Л., 1983 г.)» , а три разработки по аозданию комплексной технологии изготовления и в^ааедпцяя упрочняющей сталеполимерной штанговой крепи .награждены золотой, оеребряной и бронзовыми медалями на ВДНХ СССР в 1982, '1583 и 1384 гг.

Публикации. По чеме' диооертации опубликовано 39 работ, ив них ¿7 публикаций отражают основное содержание, работы. Новые технические резания,. Оизденные в процеоое работы над диооерта-цие:; гзщив;а"цы'.5 авторокими свидетельствами.

Диссертация в двух томах .ооотойт из введения, шести глав и з9!МйченйЯ, изложенных на<tOI • отранкцах машинописного секста, 'сс.дарлпт 46 риеуыов,25 таблиц, спиоок литературы из 188 наима-ног&ния i: .чрилоаенай, оодеркащих материалы по внедрению результатов здеоартйцй'ойной рзботи в,промшленнсотя.

Агтор Еыралаьт благодарнооть' проф. Кайдалову H.H., проф.

Протосене А.Г., проф. Ставрогину А.Н., доц. Тимофееву О.В. за консультации и методическую помощь в проведении исследований, проф.~Огородйикову Ю.Н. , проф. Лабазину В.Г. за содействие в

работе, а также руководителям управле!1ия~и шахт ПО "Севуралбок-_________

ситруда" (гл.инженер Матвеев П.Ф.) и треста "Бокситстрой" (гл. инженер Сафонов А.К.), персоналу служб прогноза и профилактики горних ударов за помощь в организации и проведении промышленных испытаний и внедрении разработок автора в производственную практику.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Постоянно возрастающая глубина ведения горных работ обуславливает повышенную вероятность возникновения динамических явлений в массиве горных пород при подготовке и тработке рудных месторождений. Исследования в отой области развивались главным образом в направлении прогноза, грофилактики и предотвращения . динамических явлений при ведении горных работ, где достигнуты значительные успехи в построении теоретических моделей динамических явлений и разработке мер борь'ы с ними.

При этом недостач'очное внимание уделялось другой важной ороблеме - обеспечению устойчивости подземных горных ¿ыработо.. . ъ условиях динамических проявлений горного давления, которая приобретает особую актуальность и практическую значимость при освоении глубоких горизонтов рудных месторождс лй и примечании мер по разгрузке массива для предотвращения динамических явлений в выработках.

Исследованию отдельных аспектов этой проблемы посвящены работы Айталиьва ffi.M., Аптикаева-¿vi.,. Бича Й.А.; Булычеве Н.С., Ьлоха К.П., Больхинк' В. А., Гдутковь Г.И., Григоряна С.С., Ермакова ¿.С., Кайдглога H.H., Ковалева О.В., Кубенкс- В. Д., Зинько-ва A.M., Ляхоез Г.М., Мчрзьева Г.Г., Мосинца B.II., НаперЕарид-?е Ш.Г., ИепъкоЕСКого Г.5?., Петухога И.М., Проскурякова п.И., Протосени А.Г., Рахматулина Х.А., Рашидого Т.Р., СаЕина Г.Н., Садоьсксгс М.А., Смирнова Б.Л., СтаврОхИка А.Н., Турчанинова . К.А., ivuiünKOiv. A.A., &ись.<ко Г.J.., ¿огневой !i.K., Хакукаевз А.Н., Христиановича С.А., Шемякина K.M., Кревпча Т.Г., Ордера /.С., Клоуда К,К., Райса Д., Рао Б.Н., Харриса С.М. и других исследователей.

Большая часть этих работ посвящена исследованию.влияния взрывов и землетрясений на подземные сооружения и горные выработки, которые отличаются по характеру воздействия и параметрам волн от динамичеоких явлений (горних ударов) при разработке рудных месторождений.

Для исследования влияния взрывов и землетрясений на изменение напряженно-деформированного состояния (НДС) массива пород в окрестности горных выработок получили распространение две основные теоретические модели:

'- динамические явления больших анергий Е >10^-10 Дж (типа землетрясений), характеризующиеся большими длинами сейсмических волн (от нескольких сотен до тысяч метров) с линейной частотой и несколько гбрц; описываются моделью квазистатического воздействия волн напряжений (Булычев Н.С., Дорман И.Я., Напетваридзе

B.Г., Фотиева H.H., Хесин Г.Л.- и другие);

- динамические явления малых энергий (типа взрывов), характеризуются длинами сейсмических волн до нескольких метров (соизмеримых с линейныли размерами поперечного селения выработок) и лйьейноЯ частотой в несколько сотен горц с продолжительность» лоздойствия, сравнимым с подуг.ериодом колебаний, описыЕа-птся мод ель г икпульского воздействия волн напряжений (Григорян

C,С,, Кубенко В,Д., Протооекя А.Г., Püo Б.Н., Савин Г.Н., Шемя-кш! Е.И. и другие).

Способы обеспечения устойчивости горных выработок в этих условиях основаны на перераспределен;»: и демпфировании волн напряжений в ириконтурной зоне пород за счет устройства разгрузочных долей, создания податливых слоев и применения различных сейсмических экранов, что позволяет лишь частично снижать амп- ' литуду. колебаний волн напряжений в приконтурной зоне, но мало влияет на изменение частоты её колебаний.

Динамические явления при разработке рудных месторождений характеризуются диапазоном энергий от 10 до 10^+10^ Дк с длинами волн от нескольких до сотен метров, частотами до нескольких десятков герц г. продолжительностью колебании массива в пределах I—12 оекуид, т.е. по своим параметрам занимают в основном промежуточное положение по сравнению с чыпеописанцык. Причем по своей природе динамические, явления разделяются на два типа:

I тип - динамические явления давления, обусловленные хрупким. разрушением массива пород, находящегося в предельном состоянии, и характеризующиеся распространением^!._очага первых полуволн растяжения. При этом типе центр эллипса разрушения мае-" сива совпадает с очагом динамического явления;

Ii тип - горно-тектонические, возникающие в массяге в'результате подЕижек по поверхностям ослабления и характеризующем квадрантным распространением волн с центром эллипса разрушения на расстояниях от 5 до ;(5 м от очага ( ото название кгулн'^е региональные динамические явления получили по предложению Гелаш-вили Г.М.,'Петухова й.М., Смирнова В.А., ¿илинкоез A.A.).

При таких параметрах динамических воздействий $ пр!хен?ур-ной зоне массива пород вокруг выработок развиваются колебательные процессы и возникают резонансные явления, приводящие к потере их устойчивости, которые мало изучена, а использование моделей импульсного и КЕззистатичесного воздействия возможно на крайних границах диапазона энергий динамических явлений.

. Анализ актов расследования более 230 горних ударов на шахтах Ссгероуральского бокситового бассейна позволил установить, что разрушения массива пород в выработках ¿г.зникают £ роаудьтате изгкбных колебашм ьриконтурной зоны пород под воздействием сейсмических волн. Сейсмические волны, достигая контура выработки, вызывают появление наиболее опасных с точки зрения потеря устой' чивости выработок поперечных колебаний. Характер разруиения пород в приконтурной зоне зависит от анплит/дно-чаототных параметров сейсмических волн, которые s cjoc очередь определяются энергией динамических явлений..При энергиях до 10^-10^ Дж ь приконтурной зоне массива появляется трещины и отколы. Потеря устойчивости высасоток и максимальные разруиения окр/жавибго их массива происходят при энергиях iU^-lu0 Дж. Установлено, что в 84/» случаев развитие зоны разрушения пород перпендикулярно направлению действия наибольшей составляющей поля напряжений и направлению на очаг динамического явления. Интенсивность и характер разрушения приконтурнсго массива по;ч>д обуславливается его усталостными и прочностно-деформационными характеристиками, степенью трещино-ватости, ориентацией выраоотки относительно направления максимальной составляющей поля напряжений и. энергией динамических явлений. ' ~

- -

НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

МАССИВА ПОРОД И УСТОЙЧИВОСТИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ОЧИСТНЫХ

• • ВЫРАБОТОК В УСЛОВИЯХ ДИНАМИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА ПРОЯВЛЕНИЙ

ГОШ1Х) ДАВЛЕНИЯ

Механизм воздействия сейсмических волн на выработки недостаточно изучен из-за сложности постановки и большой трудоемкости выполнения экспериментальных работ.

I» Учитывая случайный характер возникновения динамических явлений для исследования устойчивости выработок во времени и под влиянием динамических воздействий разработана комплексная методика, исследований, которая включает: ^

- выбор активных по динамическим явлениям районов, определяемых системой регионального прогноза удароопасности шахтных полей сейсмостанции "Североур&льск" (разработанной под научно-

• методическим руководством ВНИМИ);

- широкомасштабное обследование выработок о заморами нарушений контура их поперечного сечения и статистической обработкой результатов исследований, оформляемых в виде анкет по каждому пункту наблюдений;

- систему долговременных инструментальных исследований НДС массива пород с выделением и регистрацией кратковременных воздействий сейсмических волн; .

- определение диапазонов изменения параметров сейсмических волн в зависимости от энергетического интервала динамических явлений.

Система инструментальных исследований НДС пассива включала две совмещенные подсистемы дистанционного получения и передачи данных:

- подсистему сейсмометрических измерений, подключенную к общэшахткой сети и работающую в ждущем режиме, которая региотри» рует и передает данные о координатах очага и энергии динамического явления, параметрах п" -»дольных, и поперечных сейсмических волн в массиве цприконтуриоЕ зоне;

- подсистему измерений и передачи данных о смещениях к расслоениях пород кровли на различном расстоянии ст контура Еыра-

б ки кик в моменты динамич-¿ких воздействий, так и во времени.

Комплекс' измерительной аппаратуру позволил охватить иссле-доьимкямк зесь период ведения горлык работ от начала проведения и стр^отки к а;,« ер до сьмообругаепия пород'непосредственной кров

ли. Обследованием ботие 17 км выработок и i:cc„едсганиями на 48? замерных пунктах, оборудованных на действующих горизонтах вахт

"ПО" "Сеьу'ралбоксчтруда", установлено, что при ire равно компонентном_______

поле статических напряжений в массиве при действии динамических 'напряжений вкрест максимальным, главным сжимающим напряжоилям разрушение пород в подготовительных выраоотках происходит, как правило, оо сторо! и очах а порпелдик.лярно вектору максималшых глакшх напряжений. Б «том случае на действие макекме.льных главных схикагоих статических тангннш^ил-ш.. напр.'ЖениЬ наккидыьг. .т-ся действие динамических растягивающих, радиальных напряжений (парить набузи«:« гступзс:н?г про«о.«к'н* гд>лн), что приводит к з ь&яйче..в>, раааостп кекггаокт глазнкх «"."ряженой, т.е. к относительному растяжению пород и их разрушения со стороны очага.

При совпадении по направлению динамических напряженок с максимальными главными сжимающими статическими напряжениями разрушение' пород происходит перпендикулярно направлению вектора максимальных главных напряжений и направлению на очаг. В отом случае к увеличению разности компонент главных напряжений приводит действие динамически, сжимающих тангенциальных напряжений (втоpan полуволна готупл-ннл).

'¿и счет уие*ичвьан степени шр&риокомпононтиости поля хлав-них наирлленик г.ри суммарном де/.стк'и статической я динамическом их составляющих к цикличесйпм характер^ иагружония массива пород пркмштурпей ронк он мохет пергг.ти в предельное и даже запредельное состояние. Гри этом в нем развиваются трощшы отрыва по направлению деистулкскм.члыых гяиышх напряжет»., происходит изгиб и обручение отслсьва>:хся участков массива.

Зарождение зоны разрушения на контуре выработки происходит -г; кастах наиСольсей кон-.ентра'П?« тенгонциальних напряжений и размещается перпендикулярно направлению их действия,

Если скорость изменения напряженного состояния .в .стой части^ массива превысит скорость релаксации в нем напряжений, то пмеэт место динамический характер потери устойчивости контура выработки з гиде хрупкого рааруччения и вкброса час-гк массива в jbh работ-,ку» что со раздает с моделью ./»грш.рэгамкк очага горного удара приложенной институтом Ш&И <Не>тухов К,У., Кузнецов Ь.Н., Линьков Л.!'., Зорин д.В.. Cfutphoii В.А. и другие).

Традиционные паспорта, крепления подгототе i ькы х, нарезных и очистных iJipacoTOK упрочнявшими л поддзрживавиини крепями не •обеспечивают их устойчивости при динамических проявлениях горно-

го давления, так как при определении параметров крепей не учитывают воздействие колебательных процессог и снижения прочностных свойств пород усталостного характера на устойчивость окружающего выработки массива пород, а применяемые конструкции крепей ке обладают сейсмостойкостью.

Характерные формы потери устойчивости выработок наблюдаются в виде "обыгрывания" штанг на глубину до 1-1,5 м,иногда о искривлением стержней в виде "заводных ручек", что подтверждает вышеприведенный механизм разрушения приконтурной зоны массива. При увеличении энергии динамических явлений до 10^-10^ Дж происходит обрушение приконтурной зоны массива пород вместе со штчнгами на глубину до 2-3 м. Нарушение поддерживающих крепей проявляется в виде изгибиых деформаций верхняков, стоек и выва-лообразований на глубину до 2-3 м.

Анализ результатов инструментальных наблюдений по 124 замерным станциям за характером деформирования пород кроьяи'опытных камер при динамических проявлениях горного давления позволяет сделать следующие выводы:

Наиболее интенсивно процесс расслоения и смещения пород кровли происходит в период прове.ония и отработки камер, когда скорости смещений достигают 0,7*0 *3 мм/су т. 3 это:, период динамические воздействия (в отмеченном диапазоне зноргий 1,7Л0^ * 8»ЮЭ) вызывают колебания пород кроали с амплитудами смещений до 2-3-мм, скорость деформирования пород при отом возрастает, что может привести к их обру-шенив. Максимальные величины смещений в толще упрочненных пород непосредственной кровли достигают ■20*22 мм, смещение вышележащих слоев протекает менее интенсивно, а их геличина в 1,5+2 р^а меньше.

В последующий период стояния камер процесс расслоения и смещения пород стабилизируется и скорость смещения уменьшается до 6,1*0,15 mtt/cyr. .

Разгрузка пород висячего бока в о тот период массовым взрывом вееров скважин с об'дей массой взрывчатого вещества 3*3,5 томны при ios ит к резкому расслоению л смоцшшк; пород кровли. Смещения пород посла мэссо°иго взрыва достигают 6G-0Ü ьк, а скорость их последу г и его де^ормчроьаыы в течение '10 суток воз-р '-тi-ev lo 0,2*0,3 км/с/т и общие ьсличкки смешений достигают •&.4ÍCÜ :<:и в упрочненной зоне и cQ-i'tO v,:i nt; расстоянии 3-5 и от конура. Чйрьз 300-390 суток яасис начала отработки камер око-

рость деформирования кровли снова возрастает до 0,25-0,33 >"м/сут, что приводит к обрушению пород непосредственной кровли через 450-465 суток с момента начала^тработки камер, при максимальных величинах смещений 125-130 мм.

Массив пород кровли при динамических воздействиях, достигавших продолжительности 10-12 с совероаат до 300-500 периодов колебаний с амплитудами, более чем на порядок превышающими величины соответствующих статических смещений, что позволяет сделать вывод о развитии колебательных процессов и возникновении резонансных явлений в породах непосредствэнной кровли.

Для определения параметров колебаний сейсмических волн (скорость, амплитуда, продолжительность, линейная частота, длина волны) на СИ ЭВМ обработано более 300 сейсмограмм динамических явлений в диапазоне энергий от 10е до 10^ Гк. Их спектральное разложение (преобразование Фурье) по гармоникам позволило установить основные частоты колебаний, которые имеют ярко выраженный максимум для каждого диапазона энергий, а зависимость скорости колебаний от энергии динамических явлений хорошо апрок-сикируется логарифмической кривой еиа! (рис, I):

Цъ = 4,210 ( V* + 4,095) + 0,261 ,

что позволило классифицировать значения параметров сейсмических млн по энергетическим диапазонам динамических яглений (тайл.1).

Выполненные иссл?дования послужили осноьо.. для построения и обоснования расчетные схем влияния сейсмических волн динамических ягшекик на устойчигость выработки.

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИК РАСЧЕТА НДС МАССИВА ПОРОД

В ПОДГОТОРИТШЫШХ, НАРЕРЛШХ И ОЧИСТНЫХ ВЫРАБОТКАХ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОНЕСЕНИЯХ ГОРНОГО ДАВШИ 1

Веиду большой продолжительности колебаний массива г. род прл динамических явлениях (до 10-12 с) по сравнению с полупериодом колебаний (0,01+0,1 с) и сложностью за: 1на измсневия возмущаюдих сил (гейсмичес лх волн) ди лмическое воздействие на еыработку рассматривается как дечетхие произг-сльной периодической возмущающей силы Р 3 Р С £ ), которая предстаЕлега в виде ряда гурьв и трактуется каг. сумка ряда гармонических сил, отличающихся различной частотой: ... ..

Скорость колебаний, *Ус

12

10

б е

4 2

V1

д V 1

/ ' / \ / \\y\J/—

о ю гс зо

Линейная частота,Гц

40

50

?ис Л.Зависимость параметров колебаний продольных сейсмических лслн ".т энергии динамических явлений: а-скорость колебаний,

б-прсоброэ^ние 1'урье (1-при Е«1,04*Д04Дж,2-при4 Е-1,18' 10д».

Таолида 1

Параметра сейсмических волн динамических явлений

с/нергия дшалжтесного ьвлешш, ' Дж i • * ■ ' Средняя скорость колебаний, КГ4 ы/о К0Э'^5ЦИ-еы вариации Средняя амплитуда- колебаний, 10""7 м. . Линейная частота, ГЦ Дгана волны, и Проделки— ■ тальность ■ колебаний, с.

Д.б-б.б/.ю2 0,75 0,23 3,0 50-40 120-160 1,0-1,5

1,20 0,20 0,1 . 40-30 ¡ 1бо-2оо.; 1,5-2,0

/1,8-5,6/ Ю3 ; 2,25 0,18 14,4 : 30-26 . : 300-350 2,0-3,0

5,6-103-1,8.104 3,32 0,10 ! 21,1 . 25-20 350-400 3,0-4,0

/1,8-5,3/»1,0^ ; 6,15 0,28 ; 56,1 20-18 : 400-450 ' 4,0-5,0

5 ~104-1,8..35 .11,14» 0,08 .101,6. 18-15'.. 450-500 5,0-6,0

/1,8-5,б/«105 13,02 0,14 : 165,9 15-13 500-55Ü 6,0-7,0

J,S.105-1,8'1U6 14,55 .,13 185,5 1„-1Q ¿50-600 7,0-3,0

/1,8-5,6/«1ÚS 17,35 0,07 368,4 10-8 600-70Ü 8,0-10,0

5,'3'106-1,8.10? 22,15 0,11 470,3 , . .8-5 700--800. 10,0-12,0

1,3.107 22,15 - -- 881,8 .5-3 зоо : j 12,0

M ' nM

где:

Под действием динамической нагрузки в кровле могут возникнуть три основных типа колебания: поперечные вертикальные и горизонтальные, продольные. Наиболее опасны с точки зрения потери устойчивости поперечные вертикальные колебания пород кровли выработки.

Массив пород рассматривается как слоистая среда, обладавшая устойчивостью при некотором пролете выработки & . Штан-гивая кропь, скрепляя различно деформируемые зоны, слои или структурные элементы породного массива вокруг гыработки, формирует упрочненную зону. Так как жесткость упрочненной зона пород отлична от остального массива, то она рассматривается как самостоятельная упругая сисаемг, а вмещающий массив учитывается как сила сопротивления колебаниям упрочненной зоны (Тимошенко С.П.).

• Это подтверждается также тем, что собственная частота колебаний упругих систом зависит только от свойств системы, её массы и кисткости и не зависит от характера начального возмущения и амплитуды колебания (Кривей Ь.ё., Мигиренко В,А.). Причем при определении частот свободных колебаний систем-j силами сопротивления можно пренебречь, ввиду того, что логарифмический декремент затухания волн в горных породах не зависит от их частоты в широком диапазоне (до 10000 Гц) (Ямщиков B.C.)

Ввиду достаточно большой протягкенноетт» выработки по сравнению с пролетом задача сводится к плоской и упрочнонная зона пород рассматривается как защемленная балка-полоска переменной толцины (при наличии сцепления с вышележащими слоя;.«) и постоянной толщины под воздействием сосредоточенных сил в пролете (при , нарушении сцепления), работающая на изгиб со сжатием под действием собственного веса пород в упрочненной зоне, пркгрузке от всоа пород в зоне возможного обрушения, бокового распора и динамических воздействий (рис. 2).

Максимальная динамическая составляющая смещений пород на контуре выработки вызывается той гармоникой 'возмущающей силы,

Рис.с.Расчетное сгй«ы нозагйстчия сейсмических полн на слоистую крсялю выработки: а-с учетом спепления, б-на стацил нарушения сцепления. '

частота которой наиболее близка к собственной частоте колебаний упрочненной зоны пород кровли. Поэтому определяется оптимальные • значения параметров расположения и несущей способности штанг по условии минимизации прогибов кровли, при которых частота собственных колебаний пород в упрочненной зоне будет выше частоты вынужденных колебаний массива пород, вызванных динамическим воздействием м приближение к резонансу в кровле может произойти только л области очень малых энергий динамичеоких явлений » (Е < 10^ Дж), при которых обрушение пород кровли маловероятно. Затем рассчитываются действующие в кровле камер напряжения о учетом динамической их составляющей и оценивается устойчивость пород кроьли выработок. • -

Дифференциальные уравнения, описывающие процесс колебаний балки-полоски получаем:

- при наличии сцепления с вышележащим массивом из рассмотрения расчетной схемы (рис. 2,е.):

где, в силу симметрии расчетной схемы сделана замена переменной oOCX^t- на ■ ¿J— - -i- и профиль балки-полоски переменной жесткости задан функцией:

'{г; 041 ^ к/2е ;

ЙЬ +¿г*№ é^'é^^''

- при функции прогиба: У С ОС , t ) « il ( )C0Sù)t + I(|), где Il ( ) и 7. С I" ) - динамический и статический прогибы балки-полоски, граничные условия получим в виде:

U (+ 0,5) » Z (¿0,5) - 0 и U1 (¿0,5) - 2* (¿0,5) • О

Расчетные величин» суммарных статических к динамических напряжений получаг.м из зависимости;

где Ci y. bL - параметры частотного уравнения; СЪ. - горизонта. «.нг.я с-остгвлйеягя поля напряжений с массиве пород; S •• модуль да1ормац»ш пород г. упрочненной зоне; - мокюсть упрочненной

зоны пород; Ь - ширина выработки; 3¿ - коэффициент упругого отпора .вышележащего массива пород; о, - вертикальная пригрузка от Беса пород в зоне возможного обрушения;~"0Г'~- наг удлиненных— штанг; .X - текущая координата по длине балки-полоски; £ - ускорение силы тякести.

Устойчивость пород кровли выработок оценим по условии:

П П О СА

где Jtjf и iva " прочность пород на одноосное, скатив соответственна прочного i* слабо-с слоев; и Ш1* - относительная суммарная мощность толщи крепких и слабых алогъ пород; Кс .--коэффициент структурно1-о ослабления; Кв - коэффициент упрочнения пород штанговой крепью.

При нарушении сцепления упрочненной зоны пород с вывелеяа-щим массивом переходим к расчетной схеме (рис. 2,6) и холебания балки-полоски описываем дифференциальным уравнением, приведенным к виду:

ripXófti ^АШ ;

и-За.ч + ЧхИ'Ч ах** g ôt1 V } '

где правая часть включает и две сосредоточенные силы Р.

Решая задачу оптимизации параметров расположения и несушей способности зтаиг по условию минимизации прогибов при колебаниях балки-подоски, получаем при С = Ь /6:

SSOti^ /f ¿ ил

2 и - in Ü - ÜíbM.

г costL/2

Далее рассчитываем величины суммарных статических и динамических напряжений:

rfЕ - rt д u ^ invKn I &„ a {!, м, sin(a/2-y) Un a ttlu u

где Г - носуцая способность удлиненных штанг; OJ - частота колебаний балк-~'-полоскя; И ^{'oiltjUJ ■ |г- безразмерный параметр; fi - коэффициент динамичности.-

' Дли оценки влияния $срка выработки на распределение динамически х нг?пряяе.ч.чй вокруг выработок при воздействии стационарных и нестационарных сейсмических волн использовала методика расчета,

развитая в работах Кубеько Б.Д., Протосени А.Г , Савина Г.Н.

Массив пород рассматривается как линейно-деформируемая сред опиеыьдемая закокок Г^ка. Анизотропностью и неоднородностью массива прелебрегаотзя. Сейсмические волны предполагаются упругими стационарными и нестационарными с плоским фронтом и описываются с помощью скалярного и векторного потенциалов соо*ветственно:

; = о»

«•о

где <л)с = 2"ЗГ /% ; Т0 - период колебаний; Ак - амплитуда колебаний к-й гармон..ки; Ср - скорость- распространения продольной волны.

Тогда компоненты напряжений и перемещений в массиве пород для пстенц::алов у и записываются

К=0 <-;> ¿1 ^

та Ьр ч

Б случае нестационарных сейсмических волн решение находим в виде суперпозиции плоских гармонических волн:

-1(0 К^- 00 -I.tji.Kt

где (.ТС ) и' (х ) - функции в к-й гармонике, подлежащие определению.

Потенциалы к-й гармоники и ^ удовлетворяют уравнен/ям Гельмгольца:

где оператор Лапласа.

Решение удовлетворяет граничным условиям на контуре отверстия и "условиям излучения", физическая сущность которых состо! в 10м, что на бесконечности нет отраженных волн.

Нестационарная сейсмическая волна задастся затухающими им1 ульссуи:

J(tbPee"ws;»vWj tc-[c,T„v

Решал задач-- находим тангенсиальные напряяения~иа- контуре-------

выработки из зависимости*

к

Для расчета динамических напряжений составлены алгоритмы и программа расчета на язике FORTRAN -IV для ЕС ЭЬМ.

ПРОГНОЗ. УСТОиЧИЕССТИ. ОШАЗг.ЕНЙЙ МАССИВА ПОРОД ВОКРУГ ВЫРАБОТОК С УЧЕТОМ ДИНАМИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА ПРОЯМЕНйП ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Из анализа подходов к оценке устойчивости обнажений пород в выработках э зависимости от предельной величины смещений пород, степени их трещиноватости, соотношения действующих в массиве напряжений с прочность» пород и другие (Булычев Н.С., Ьас-лавский Ю.З., Корман С., Мирзаев Г.Г., Мостков В.М., Насонов Л. Н,, Райский В.Ё., Тимофеев O.E. и другие) следует, что наиболее универсальным длк оценки устойчивости выработок рудных местсрож-. дений является последний подход, который также принят в типовых паспортах крепления горных выработок для рудников цветной металлургии. Однако известные критерии устойчивости обнажений пород в виде безразмерного параметра С)ц / Re* не учитывает динамическую составляй^» напряжений, усталостную прочность массива пород и возможность его упрочнения инъекционным, механическим (штанговой крепью) и другими способами.

Поэтому для оценки состояния устойчивости пород предложен критерий напряженности элементов выработки

п _ Он Кг In а

который включает величины напряжения <зи г нетронутом массиве пород (с учетом его аномальности в данном регионе), коэффициента концентрации напряжений Kj от проходки данной 'выработки и от влияния других выработок, коэффициент динамичности Ч и сопротивление породы R,n (ь образце),-коэффициенты структурлгго

ослабления Кс, длительно» | и усталостной ^ прочности, упрочнения массива Ку.

По величине критерия напряженности П-в разработана классификация обнажений пород на контуре выработок в которой выделано четыре категории устойчивости:

I - устойчивое, П < 1,0;

, 11 - предельное, ПдБ ■ 1,0*1,29;

В - неустойчивое, Пдв » 1,3-2,99;.

1У - очень неустойчивое, Пдв> 3,0 , и дана качественная характеристика форм проя*\лений горного давления.

В работе выявлены закономерности изменения входящих в критерий величии а коэффициентов от основных влияющих горно-геоло-гичеекмх и горно-технических фекторов и установлены количественные диапазоны их изменения.

Нормативное поле напряжений в нетронутом массиве пород и его ориентация определяется экспериментально для каждого региона, В общем случае расчетное вертикальное напряженке в нетронутом массиве пород

- кгун ,

где Ка, - коэффициент аномальности вертикальных напряжений в массива город, Принимаемый при отсутствии экспериментальных данных равным I для обычных горно-геологических условий и 1,5 в : зонах доиствия тектонических'напряж-зний.

. Фактор трегдаовятости массива пород значительно влияет на устойчивость выработок, характеристики трещиковатости изучены по данным съемг.и трезди на 173 площадках размером 2x2 м, выделенных по длине вырабоюк. На огновании количественного анализа системно!* трещиковатости массива пород и оценки ее влияния ш .устойчивость выработок составлена классификация пород по трещи-новатости и получена зависимость коэффициента структурного ос-дсбления К0 в пределах от I до 0,15 ст относительной трещипова-тооти пород Б /-Ет . • ^де В - размер породного обнажения " Свирина или высота выработки), - среднее расстояние между

трещинами. Как показали исследования, следует учитывать только • • трещины, прослеживаемые не длине болсо I м С^з или с заполнителем резко сникающим сцепление по поверхностям структурных блоков. В обводненных породах г при наличии глинистых прослоек

значения Кс уменьшатся на 0,1.

Коэффициент длительно;: прочности , учитывая рис оку с прочность и хрупкость основных литологкческих типов порд рудных месторождений _рекомендуется примать равным I, для др,угих типов пород 0,9*0,8. .

Коэффициенты динамичности' получьны в результате расчетов динамических напряжений вокруг подготовительных нарезных и очистных выработок в зависимости от параметров сепогических волн, прочностно-деформациояных свойств массива, глубины саложенкя и формы поперечного сечения выработок.

Выполнено 328 вариантов расчета динамических напряжений в подготовительных, нарезных и .очистных выработках для глубин 600*1000 м в возможном диапазоне горно-геологических условий при различном угле подхода сейсмических -волн и определены коэффициенты концентрации динамических напряжений для различных форм поперечного сечения выработок. При отношении длины волны к приведенному диаметру выработки А /2й0 - 1,31 , коэффициент концентрации для круглой формы поперечного сечения равен 1,2 , для эллиптической 1,35 . для квадратной 1,83 при ровном и 2,75 неровном контуре, для "шатровой" 1,40 , при ровном и 1,65 при неровном контуре. При увеличении /2С1.-> до 15,7 лгтям-2,1 для круглой, 2,25 эллиптической, 2,5 и 3,75 для квадратно?., 2,3 и 2,75 для "шатровой'1 ®орм поперечного сечения выработок. Наибольшая концентрация динамических н-'-.пряйении наблюдается перпендикулярно фронту падающей волны. Так, если коэффициент концентрации динамических напряжений взять за I при соотношении размеров выработки I : I, то гри увеличении одного из размеров по направлению падения сейсмических волн до отношения 1,3/0,7 коэффициент концентрации уменьшится.до 0,64. Таким образом, приданном выраСатке рациональной (^ормы сечения мокко значительно спялить концентрации динамических напряжении.

Золновой характер воздействия динамического явления вызывает циклический характер нагружения массива пород вокруг выработок. Из анализа сейсмограмм установлено, что в диапазоне энергий от хО" до 10® Д;:: каждое динамическое явлэние вызывает до ЗОиЧЗОО циклов нагружения, при коэффициенте ьссиметрии цикла 0,7*0,9. По данным И^Д им. А.А.Скочинокого (Мо/качев М.П.) при таких параметрах нагружения коэффициент усталостной прочности хрупких пород с 1чс* = 50*140 МПа может быть принят равным ^ -

0,85*0,9.

Упрочнявший аффект штанговой крепи исследован методом моде-лироыния на эквивалентных материалах. Испытания проведены на моделях монолитной и раздельно-елочной структуры с прочностью 0,42 МПа к 0,086 ИЛа в масштабе 1:15. В перерасчете на натуру-плотность расстановки итинг изменялась от 0,0 шт/м^ (неугроч-нонкая модель) до 2,8 ¡ат/м2, а несущая способность от 50 до 150 кН. Исследования выполнены по методике, позволяющей проводить испытания в рскиме контролируемой деформации, что позволило получить зависимости "напряжение-относительная деформация" в до и запредельной ооластях деформирования материала. Всего испытало GO моделей монолитной структуры и 36 раздел"но-блочной.. Модель раздельно-олоч^ои структуры состояла из 350 кубиков с размером грчни 16 им и ICO призмочек 16x16x24 мм.

Исследованиями установлены закономерности изменения прочностных и деформационных характеристик монолиткой и раздельно-блочной среды ь зависимости от степени её упрочнения (оцениваемых хогкрфицкснтами упрочнения Ку ^ 6л. : и остаточной прочности К0 ■ do - C)¿ » где о\ и - напряжения, соответствующий началу разругония моделей, упрочненных итангами к неупроч-нешых; до - напряжения, сохраняемые модель» после начального разрушения). Изменснио деформационных сеойств оценивалось моду-. я 1:У продольной деформации.

Установлено ¿ииснскерное увеличение прочности и модуля до-(.¡ориасии упрочненного штангами материала, в до- и аапрогедьной сйлсстях деформирования с ростом несуней способности Рш п плотности расстанови« итанг %¿ , что и^.ет с-ользое значение для обеспечения устойчивости торных вырасоюк как до, так и после начала разрушения пород. Так, при изменении ll5 от 0,7 до 2,8 пт/н^ и Pj от 50 до 150 к!1 кос^флцпен- упрочнения раздельно-С-лочнсй среды возрастал с 1,Д0 до 2,04 , а коэффициент остаточной прочности с 0.55 до 2,00 , что существенно больше, чем при моделях гонолитноя структуры (К = 1,05+1,95 и К0 я 0,20*1,05).

Модуль деформации увеличиться в 2,0+2,0 раз-д, а »осолпт-наи величина поперечных деформаций уменьшалась почти на порядок г'ри одинаковой величине осегого давления.

В моделях раздольно-блочной структуры предельные напряжения отмечались при относительной продольной деформации в 3-5 рай больше, чем при иеуг.рочн'шшх модялдх такой т структуры.

По сравнзнию п упрочненными моделями монолитной структуры Дрфор-

матиЕНОсть системы "порода-крспь" повышается в 1,5*2,0 раза.

рекомендации по спосош оееспече:ия :'сто;:ч::бости и

НОРМАТИВАМ ЩОЕШРОВ.&ИЯ СЕЙСМОСТОЙКИХ УПКЧШПСЛХ-

КРЬ'ПЬ» ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ, НАРБЗННХ ВЫРАБОТОК 15 Ш2Р ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПтЫЕЕ'ЯХ ГОРНОГО ДАВШИп

Общим принципом сго^обов обеспечения устойчивое?« выработок в услсеия;с дииа;..ичсскчх проявлений горного давления ягляст-ся уменьиение амплитуды колебаний пород на контуре выработки до безопасной величины путем фор^крования прикпнтурной уярочиенной.. зоны пород с необходимыми прочностно-деформйгаотшми характеристиками. Для реализации этого принципа собственную частоту колебания упрочненной зоны пород переводят за счет регулирования параметров её упрочнения в безопасный диапазон частот, что вызывает резкоь снижение амплитуды колебаний прикоатурней зоны пород до неопасных для погери устойчивости воличин.

ото достигается путем оптимизации параметров упрочняющих крепей (штанговой, набрызгбетонной'или'их'.и'.'ггбинзцией), сохра-ичгщих сгох) несущую способность при динамическом характере наг-рукекия, '-'ли применением иных технологических и конструктивных решений, например, инъекционного уг.рочионяя массива, сочетания инъе.сционного и механического 'штанглми) упрочнения массива, созданием : ■ ¡»упрочненных и упрочненных зон вокруг гыработск необходимой фермы и жесткости, причинения упрочняющих крепей в сочетании с поддерживающими зломеитаии. Таким образом, к сейсмостойким упрочняющим" крепим относятся крепи, .сниуасщие. амплитуду колебании г.-ород на контуре заработки, рационально распределяющие напряжения в прккентурчоь зоне пород за счет регулирования параметров' её упрочнения'и обеспечивавшие устойчивость_выработок при совместном действии динамического и статического полей напряжений.

Соглавно классификации устойчивости выработок по критерию Иде хвдыгвни границы П < I;' пдв "'1,0*1,3; 1,3-3; 3-5; 5-7 и > 7, дл>! которых рококеидогано пять классов сейсмостойких уп-ро»ня««-лх * репей, громе диапазон.'» Пдз< I, где регулярная крепь не -гребу ется. " ...................',................... .......'

Для них разработаны 14 вариантов сейсмостойких упрочняющих крепей и составлен альбом типовых паспортов кропления подготовительных и очистных выработок, эксплуатируемых в условиях динамических проявлений горного давления.

В основу паспортов крепления положен модификационный принцип, позволяющий повывать работоспособность уже установленной в выработках крепи, ссстсвдяемой из небольшого числа типовых элементов по мере ухудшения услозий поддержания, за счет увеличения количественных параметров (плотности расстановки штанг, толщины набрыьгбетона) и,применения поддерживающих элементов. Этому принципу удовлетворяют рекомендованные к применению:

1) конструкции сейсмостойких штанг: комбинированная железобетонная (KLSE), сталеполимерная (СПИ), трубчатая гидрораспоркая (ТГРЕ), вступающие в работу практически сразу после установки и железобетонная штанга с дьухконуашм контурным замком, трособе-.. тонная штанга ц нелезобетонкие штанги одно- или дзэухстерянеЕые с петловнк концом, вступзсцко в работу спустя несколько часов после установки. Dee предлэлекние конструкции сейсмостойких втаиг испытаны в шахтных условиях, по результатам которых оценена их , работоспособность и обоснована область применения;

2) набрь'згбетониая и комбинированная крепь, состоящая из сейсмостойких штанг и кабрызгбетона, исследована в лабораторных и цахтних условиях, по результатам которых даны рекомендации по составам кабрызгботона, технологии его приготовления и нанесения.

Устойчивость наре?иых и очистных выработок достигается применением комбинированной упрочняющей крепи, состоящей из двух щи трох рядов сейсмостойких конструкций железобетонных атанг длиной 3,5-й,О «, устанавливаемых вдоль оси выработки с шагом 1,0+1,5 и и Htcycef! способностью 50+150 кН, в комбинации с кликоцс.чстыки и .железобетонными итбкгам'и длиной 1,8 и с суммарной плотностью расстановки 2 шт/к^. Расчет оптимальных параметров ытанг для глубин 6CG-I-IQGG м в возможном диапазоне горно-геологических условий выполнен на ЗЬМ СМ г.о методикам, разработанным автором.

.Другим эффективным способом повышения устойчивости выработок является придание им рациональной формы и. размеров поперечного сечения с учетом ориентации максимальных напряжений в массиве.

При горизонтальном направлении максимального главного нормального напряжения <э. выработкам, проводимым вкрест этому

направленно рекомендовано придавать прямоугольно-саатроьус форму поперечного сечения, если вертикальные налряжснчя (ог не казыва-ст предельного состояния боков внработки. Б противном случае целесообразнее трппециевидно-шатроъал формг., повышавшая устойчивость бочов.

Лри наклонном направлении максимального главного нормального напряжения следует использовать натровую несимметричную или секторную формы поперечного сечения, располагая наклонную ось шатра илг» сектора под углом 90 4 Ю° к на правд они в максимального напряжения . Для предельных величин напряжений и <3^ более эффективна полилжально-секторная форма ссчения. При наклонной оло;'стости массива пород выработке целесообразно придавать трапециеввдную неравнобокую форму сечения. На основании выполненных исследований разработаны рекомендации по креплению подготовительных, нарезных и очиотнмх выработок в условиях динамических проявлений горного давления, которые вопли в ряд нормативных документов, утвержденных МЦМ СССР: Инструкция по креплению полевых горизонтальных и наклонных выработок на Североуральских бокситовых месторождениях. 1., 1986; Руководство по выбору конструктивных параметров камерно-столбовой система на шахтах ПО СУБР, Свердлсвск, 1988; Руководство по выбору конструктивных параметров камерной системы разработки с твердегщей закладкой на шахтах ПО СУЕР. Свердловск, 1988; Альбом типовых паспортов крепления основных подготовительных выработок на.аахтзх СУЕР'а. Североуральск, 1904; Типовые паспорта крепления нарезных выработок и камер ТП-424 и ТП-425, Североуральск, 1986, которые используются проектными и производственными организациями.

Основные методические и практические разработки автора ре-иена на уровне изобретений и внедрены на всех пахтах Североуральского бокситового бассейна. Б течение 1984-1990 гг." на пяти вахтах. Североуральского оокситоеого бассейна закреплено по рекомендациям автора более 65 километров подготовительных выработок и 176 тысяч м^ кровли нарезных и очистных выработок, пройденных в условиях динамических проявлений горного давления. Опыт эксплуатации выработок подтвердил высокую эффективность раграбо-тамшх способов обеспечения ал устойчивости, Фактический экономический эффект от их внедрения за указанный период превысил 1,7 ?лн. рублей.

Применение нового методического подхода и разработанных на

его основе способов устойчивости еыработок в условиях динамических проявлений горного давления показывает, что они могут найти • применение л дальнейшее развитие ппч решении различных задач управления горным давлением к обеспечения устойчивости выработок на рудных месторождениях, склснных к горным ударам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

V В диссертации дано теоретическое обобщение и новое решение крупной народнохозяйственной,проблемы - повышение устойчивости подготовительных, нарезных и ^очистных выработок в условиях динамических проявлений горного давления путем упрочнения окружающего выработки массива сейсмостойкими конструкциями штанговой и комбинированной крепей.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации заключаются з следующем.

1. В условиях динамических проявлений горного давления и неравнококпонентном поле тектонических напряжений зона разрушения пород вокруг выработок ориентируется перпендикулярно направлению вектора максимальных главных напряжений и падению сейсмических ьолн при переходе массива в приконтурной зоне в предельное и даже запредельное состояние. Процесс разрушения развивается в результате увеличения степени нераЕнокомпонентности поля напряжений при суммарном действии статической и динамической их составляющих, а его интенсивность обуславливается прочностными и устилостьыми свойствами породного массива, степенью его трещино-ватости, ориентацией выработки относительно направления максимальных главных напряжений и энергией динамических явлений.

2. Определены зависимости параметров сейсмических волн (скорость, амплитуда, продолжительность, линейная частота, длина волны) от энергий динамических явлений в возможном диапазоне их изменения от Ю'" дс 10® Дк по данным статистической обработки более ХО сейсмограмм на СМ ЭВМ. Их спектральное разделение по гармоникам позволило выявить основные н&стоты колебаний, которое имеют ярко выраженный максимум для каждого диапазона энергии, а зависимость скорости колебаний от энергии динамических • явлений хорошо апрок.си(.;ируется логарифмической кривой.

3. Разработана система долговременных инструментальных исследований НДС массива пород, учитывающая действие сейсмических

волн и установлены закономерности деформирования пород кровли нарезных выработок к камер во Бремени, иод влиянием динамических воздействий - Выявлен двухстадийннй процесс деформирования пород: при сцеплении упрочненной зоны и вышележащего масоиьа в начальный период и при нарушении сцепления с упрочненной зоной и её самостоятельное деформирование в последующий период. При динамических воздействиях, достигаюсда 10-12 с массия пород совершает до 300-500 периодов колебаний с амплитудами смещений более чем на порядок превышающих геличины соответствующих статических смещений, что позволяет сделать вывод о развитии колебательных процессов и возникновении резонансных я тлений в породах кровли.

Ц. Построены и обоснованы расчетные схемы динамических воздействий на массив пород кровли с наличием и отсутствием оцепления меаду упрочненной зоной пород и вышележащим массивом, в которых динамическое воздействие рассматривается как действие произвольной периодической возмущающей силы, которая представлена в виде ряда Фурье и трактуется как сумма ряда гармонических сил, • отличающихся различной частотой. Массив пород представляется как слоистая среда, способная образовывать системы, обладающие устойчивостью при некоторой пролете выработки I . Штанговая крепь, скрепляя различно деформируемые зоны, слои и структурное элементы породного массива вокруг выработки'Нормирует упрочнённую зону со своим» прочиостйо-деформациокнчми "арахтеристикпми, рассматриваемую как упругая система.

5. Разработаны методы расчета устойчивости нарезгшх и очистных выработок с наличием и нарушением сцеплеьия упрочненной зоны с вышележащими слоями пород, согласно которым в начале опрэделя-ются оптимальные значения параметров расположения и неоущей спо- -собгости штанг по условию минимизации прогибов кровли, пои которых частота собственных колебаний пород в упрочненной зоне оудет выше частоты вынужденных колебаний, массива пород,вызванных динамическим воздействием, что позволит избежать резонансных явления

в кровле, а затем рассчитываются действую-дие з ней напряжения с учетом динамической их составляющей и оценивается устойчивость выработок.

6. Установлено закономерное увеличение прочности и модуля деформации монолитной и раздельно-блочной среды, упрочненной штангами в до- и запредельной областях деформирования с ростом несущей способности Р и плотности расстановки птанг С' , что

имеет большое значении для построения расчетных схем и обеспечения устойчивости горных выработок как до, так и после начала разрушения пород. При изменении от 0,7 до 2,8 шт/м и Рщ

от 50 до 150 кК коэффициент упрочнения возрастал с 1,5 до 2,64 , а коэффициент остаточной прочности с 0,55 до 2,0 при раздельно-блочной структуре и соответственно с 1,05 до 1,95 и с 0,2 до 1,05 при монолитной. Модуль деформации увеличивался в 2,0+2,8 раза, а дефоркатиЕНость системы "порода-крепь" при раздельно-блочной структура материала повышалась в 3-5 раз по сравнении с неупрочненным и в 1,5-2,0 раза по сравнению с упрочненным монолитным катериалом.

'7. Определены коэффициенты концентрации динамических напряжений при воздействии стационарных и нестационарных сейсмических' волн дд>1 различных форм поперечного сечения выработс" (круглой, эллиптической, квадратной и "натровой"), которые составили соот-встстззенко 1,2; 1,35; 1,85 и 1,4 и уствноваекы зависимости их исиенония- от длины и угла, падения волн, а также неровностей контура поперечного сечения выработок.

Увеличение отношения длины волны к приведенному диаметру гыработки с 1,31 до 15*6 (в 12 раз) ведет к росту коэффициентов концентрации динамических напряжений в 1,35-1,75 раза, а наи-болтая концентрация напряжений иаблвдается перпендикулярно Фронту падание;1! волны.

8. Предложен критерий напряженности массива для оценки устойчивости обнажения пород на контуре выработки учитывающий природное поле напряжений в регионе, форму сечения выработки, прочнсстно-дефюрмааконные, в том числе усталостные, свойства к структурную ослабленяость массива, динамическую составляю-

• цую напряжений и возможность упрочнения приконтуриой вены. Установлены количественные аначеник ьдияащих факторов и определен диапазон их изменений.

9. разработана классификация устойчивости обнажений массива пород вокруг выработок с учетом динамических проявлений горного даплиния; в которой дана количественная (по критерию Пдв)

и качественная характеристика форм потери устойчивости выработок По величине Пдь виделено четыре категории устойчивости обнажений пород на контуре выработки: Пдв« I (.устойчивое), 1,0*1,3 (приданное), 1,31+3,0 (неустойчивое), болызе 3,Ц Сочень неустойчивое).

10. Разработаны новые эффективные способа обеспечения устойчивости нарезных и очистных выработок при динамических проявлениях горного давления, основанные на разком снижении амплитуды колебаний массива пород на контуре выработки за счет создания упрочненной зоны пород и регулирования параметров её жесткости изменением несущей способности, плотности расстановки

и длины сейсмостойкой штанговой кропи.

11. Составлены алгоритмы и пакет программ на языке. ГСРТРА№-1У для определения динамических напряжений и оптимальных параметров упрочняющей штанговой крепи, по которым выполнен цикл расчетов и составлены рекомендации по креплению сейсмостойкими конструкциями втанг нарезных выработок и камер для глубин 600+1000 м в во&мойном диапазоне изменений горно-реологических условий. • ■ '

12. Рекомендованы рациональные формы и размеры поперечных . сечений и разработан альбом типовых паспортов крепления сейсмостойкими конструкциями упрочняющей крепи подготовительных, нарезных и очиотных выработок в основу которых положен модифика-циошшй принцип, поэволягщий выполнять.усиление установленной

в выработке крепи (составляемой из небольшого числа типовых элементов) по мере ухудшения условий поддержания, путем увеличения её количественных параметров (плотности расстановки штакг, толщины набрызгбетона) и введения усиливающих элементов (применения сетки или решетчатой затяжки, подхватов и т.п.).

Основные научные и практические результаты вопий составной частью в ряд методических и отраслевых нормативных документов, используется производственными, проектными и научно-исследовательскими организациями, а также в учебном процессе при подготовке горных инженеров.

Созданные в процессе работы над диссертацией новые технические реиения защищены 5 авторскими свидетельствами на изобретения.

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:

I. Повышение устойчивости кровли камер при сталеполииерной штанговой крепи. В кн. Применение средств контроля и обеспечения устойчивости кровли горных выработок и целиков. Тез. докл. к Бсесоюз«. школе. М., ЦНЙИЦЕетмет экономики и инфорн. 1980, с. 20.

2. Исследование напряженного состояния пород вокруг полевых штреков, закрепленных штанговой крепьи методом конечных элементов, В кн. Устойчивость и кропление горных выработок. Все-совзн. меквуз. сб., Л., изд. ЛГИ, 1981, вып. 7, с.19-23 (соавторы Тимофеев О.В., Гарасенко Е.И.). ♦

3. Повышение устойчивости выработок при сталеполимерной штанговой крепи. В кн. Устойчивость и крепление горных выработок. Всесоюзн. менвуэ. сб., Л., изд. ЛГИ, 1981, вып.7, с.98-102.

Исследование упрочнения горных пород штангами до и за ' пределом прочности методом моделирования. В кн. Исследование,, прогноз и контроль проявления горного давления. Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конференции. Л., ЛГИ, 1982, c,II0-III (соавтор Тимофеев О.В.).

5. Полуавтоматическая промышленная установка для изготовления ампул с компонентами пол:;хербетона. Проспект ВДНХ СССР, 'Л., изд. ЛГИ, 1982, 4 с. (соавторы Тимофеев O.E., Гаврилов Ф.Л., Швецов А.И.;.

6. Сталеполимерная штанговая хрепь. Проспект ВДНХ СССР.

Л., изд.-ЛШ, 1982, 4 с. (соавторы Тимофеев О.В., Гаврилов Ф.Л.)

7. Оценка устойчивости выработок на рудниках. В кн. Исследование, прогноз и контроль проявления горного давления. Тез. докл. Всесоюзн. нау':но-техн. конференции. Л., ЛГИ. 1982, O.I09-110 (соавтор Тимофеев О.В,).

8. Сталеполимерная ш^.нговая крепь на СУЕР'е. В кн. Крепление подземных выработок в условиях повышенного горного давления. Тез. догл. научно-техн. конференции. Свердловск, 1982, с.6 {соавторы Тимофеев O.E., Гаврилов '¿.Л., Швецов А.И.).

9. Комплексная1технология изготовления и возведения сталеполимерной штанговой крепи. Проспект ВДНХ СССР, М., ЩИИЦветмет экономики и информ., IS83, 4 с. (соавторы Тимофеев О.В., Горев E.G., Гаврилов ¿.Л., Швецов А.И., Загороднок В.М.).

10. Прогноз и обеспечение устойчивости горизонтальных выработок глубоких горизонто Cejiepo-Уральского бокситового руд-, нига. В кн. Устойчивость и крепление горных выработок. Взаимо-деиси'ие крепи л парод в сложных условиях. Всесоюзн, межвуз. сб. It., изд. ЛГИ, Î58V с.хЗ-18 (соавтор Тккогрс-еь O.E.).

'Л, ЭА^ехтих-ьооть упрощения штангами иод ел ей монолитной структуры на до- и запредельной стадиях деформирования. В кь. Усто:-.ч;иос.ть и крещение горных выработок. Ьгаимодейстъке крепи

и пород в сложных условиях. Всесоюзн. меквуз. сб. Л., изд. ЛГИ, т984, c.IÛI-107 (соавтор Тимофеев О.Б.).

12. Типовые паспорта крепления подготовительных выработок вахт СУБР*а. Североуральск, ВПО "Союзалюииний", С/БР, 1984, 64с. (соавторы Стриганов A.C., Фоминых Г.Д., Нелаева Г.Г., Тимофеев О.В.).

13. Опыт применения сталеполимерной штанговой крепи для под-держания горных-выработок на Северо-Уральском бокситовом руднике. В кн. Применение сталеполимерного и полимерного крепления ^а рудниках цветной металлургии. Тез. докл. к Всесоюзн. научио-техн. совещанию. М., ЦНИЙЦветмет экономики и инфори., .Ш4, с Л2-13 (соавторы Гаврилов Ф.Л., Швецов А,И,, Тимофеев О.В.).

14. Исследование влияния упрочняющей анкерной крепи-на напряженно-деформированное состоят« массива в круг штреков. В кн. Крепление, охрана и поддержание горных выработок. Кемерово, 1986, 0.56-59 (соавторы Тарасенкс Е.И., Терещенко В.П,).

15. Инструкция по креплению полевых горизонтальных и наклонных выработок на Североуральских бокситовых месторождениях. Л., ЛГИ, 1988, 41о. (соавторы Тимофеев О,Б., Козырев В.В.).

16. Исследование колебаний кровли выработок, "упрочненных анкерами переменной длины при динамических воздействиях. Б кн. Устойчивость и крепление горных выработок. Исследование взаимодействия массива с крепьс выработок. Всесоюзн, межвуз. сб. Л., ЛГИ, 1938, с.65-71 (соавтор Лебедев И.А,).

17. Руководство по выбору конструктивных параметров камер-но-стол6оеой системы разработки на шахтах ПО СУБР, Свердловск. МЦМ СССР и УниПромедь, 1988, 57 с.

18. Руководство по Еыбору конструктивных параметров камерной системы разработки с твердеющей закладкой'на шахтах ПО C/BP. • Свердловск, МДО СССР и Унипромедь, 1988, 57 с.

19. Применение обобщенных уравнений движения к динамическим задачам механики слоистых массивов. Изв. ВУЗов. Горьый жур- -нал, 1989, M I, с,35-37 (соавторы Кайдалов H.H., Лабаэин В.Г.).

20. Исследованио НДС массива пород висячего бока при отработке удароспа^кых блоков ^егероуральского бокситоЕого месторождения. К кн. Проблемы разработки i-'ПИ в условиях высокогорья. Тез. докл. II республиканского семинара. Фрунзе, 1990, чД, •

с.66-67.

21. Проектирование устойчивости подготоштельных к капи- ..

тальных выработок в удароопасных породах, В кн. Теория и практика проектирования, строительства и оксплуатации высокопроизводительных подземных рудников. Тез. докл. Боеооюзн. научно-тохн. конференции. М., Изд. Гос. ком. СССР по народному образованию и МП1, 1990, с.122 (соавторы Тимофеев О,В., Козырев В.В).

'22. Комплексные шахтные исследования напряженно-деформированного состояния пород в кровле выработок при динамических проявлениях горного давления. В кн. Устойчивость выработок в сложных условиях. Всесоюзн. межвуз, сб. Л., изд. ЛГИ, 1990, с.91-96 (соавторы Тимофеев О,В., Козырев В.В., Матвеев П.$., Логунов В.А., Воинов К.А.).

23. Управление, породами непосредственной кровли камер при динамических проявлениях горного давления. В кн. Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников. Тез. докл. Все'соювн. научно-технической конференции. М., изд. Гос. ком. СССР по народному об-разоганию и МГИ, 1990, с.91-92 (соавторы Тимофеев О.В., Матвеев П.Ф.).

24. Оптимизация параметров упрочняющей анкерной крепи е выработках при динамических воздействиях. В кн. Устойчивость выработок в-слсжных условиях. Всесоюзн. межвуз, сб., Л., изд. ЛГИ. 1990, сЛ0-18 (соавтор Лебедев И.А.).

25. Погышение устойчивости выработок в условиях динамических проявлений горного давлония. Изд. ВУЗов. Горный журнал, 1990, К 12, с.32-35 (соавторы Тимофеев О.В., . Козырев В.В.).

26. Концентрация динамических напряжений вокруг выработок различного очертания при воздействии нестационарных сейсмических волн, В кн. ¿иаико-технические проблемы разработки полезных ис- -копаемых, Новосибирск, 1990, № к, с,22-29 (соавторы Протосеня

А.Г., Архипов М.Н.).

27. Расчет напряженно-деформированного состояния, слоистого . массива пород в поле тектонических напряжений. В кн. Передовые

технологии разведки и добычи полезных ископаемых, особенности строительства и экологии на Крайнем Севере. Труды 1У республиканского семинара. Воркута, 1990, с.222-226 (соавтор Лабазин - В.Г.). • '