Геомеханическое обоснование отработки стыковочных зон между подземными рудниками и карьерами в удароопасных условиях: На примере апатитовых рудников Хибин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.11, кандидат технических наук Рыбин, Вадим Вячеславович

• Рыбин, Вадим Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рыбин, Вадим Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Актуальность проблемы геомеханического обоснования отработки стыковочных зон на отечественных и зарубежных рудниках

1.2. Горно-геологические, геомеханические и горнотехнические условия отработки Хибинских апатитовых месторождений и их особенности

1.2.1. Горно-геологические и геомеханические условия

1.2.2. Горнотехнические особенности

1.3. Геомеханическое состояние пород стыковочной зоны между Расвумчоррским и Центральным рудниками

1.4. Обоснование цели и задач исследований

2. ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ НА ПОДЗЕМНЫХ АПАТИТОВЫХ РУДНИКАХ

2.1. Возможность применения теоретических методов, основанных на закономерностях механики сплошной среды

2.2. Натурные методы исследования геомеханического состояния массива

2.2.1. Определение геомеханического состояния массива путем визуального обследования подземных горных выработок

2.2.2. Метод разгрузки и другие локальные методы определения НДС массива

2.2.3. Сейсмологические исследования высоконапряженного массива

2.3. Ретроспективный анализ ведения горных работ на Кировском руднике

2.4. Ретроспективный анализ ведения горных работ на Юкспорском руднике

2.5. Ретроспективный анализ ведения горных работ на Расвумчоррском руднике

2.6. Анализ опыта отработки блоков - целиков

2.7. Основные положения методики проектирования отработки блоков-целиков в удароопасных условиях

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ В ЗОНАХ СТЫКОВКИ ОТКРЫТЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

3.1. Напряженно - деформированное состояние участка Хибинских апатитовых месторождений в районе Расвумчоррского и Центрального рудников

3.2. Определение начала взаимного влияния очистных пространств

3.3. Исследование напряженно-деформированного состояния и устойчивости покрывающих пород, кровли камеры и разделительного целика при отработке стыковочной зоны

3.4. Зависимость напряженно-деформированного состояния стыковочных зон от взаимного расположения очистных пространств

3.5. Исследование напряженно-деформированного состояния массива пород и устойчивости горных выработок при отработке запасов стыковочной зоны системой подэтажного принудительного обрушения

3.6. Зависимость защитных углов от абсолютного значения действующих напряжений в массиве

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

4. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА В ЗОНЕ СТЫКОВКИ ПОДЗЕМНЫХ И ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ

4.1. Исследования напряженного состояния массива стыковочной зоны методом разгрузки

4.2. Напряженно-деформированное состояние горных пород в зоне стыковки Центрального и Расвумчоррского рудников по данным визуальных обследований

4.3. Определение параметров защищенных зон в натурных условиях

4.4. Контроль устойчивости борта карьера

4.5 Разработка системы мониторинга reo механического состояния стыковочной зоны

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

5. РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ МЕТОДИКИ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ОТРАБОТКИ СТЫКОВОЧНЫХ ЗОН В УДАРООПАСНЫХ УСЛОВИЯХ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ БЕЗОПАСНОЙ ОТРАБОТКЕ НА РУДНИКАХ ОАО «АПАТИТ»

5.1. Основные положения методики reo механического обоснования отработки стыковочных зон в удароопасных условиях

5.2. Рекомендации по отработке стыковочной зоны между Расвумчоррским и Центральным рудниками в удароопасных условиях

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геомеханическое обоснование отработки стыковочных зон между подземными рудниками и карьерами в удароопасных условиях: На примере апатитовых рудников Хибин»

На современном этапе развития горнодобывающей промышленности происходит постоянное ухудшение горно-геологических условий разработки месторождений, связанное как с вводом в эксплуатацию новых более глубоких горизонтов, так и с необходимостью отработки целиков, выемки запасов зон стыковки между соседними рудниками.

Хибинские апатитовые месторождения отрабатываются несколькими рудниками. Апатитовые рудники расположены близко друг от друга и ранее, при проектировании отработки шахтных полей, горные работы на соседних рудниках рассматривались как независимые, при этом направление и порядок отработки смежных месторождений не регламентировался. В настоящее время в удароопасных условиях при отработке стыковочных зон между соседними рудниками необходимо учитывать их взаимное влияние друг на друга. Рудниками ОАО «Апатит» начата отработка следующих зон стыковки: между подземными горизонтами Кукисвумчоррской и Юкспорской частей Объединенного Кировского рудника и Саамским карьером, контур которого поставлен в конечное положение; между подземными горизонтами Расвумчоррского рудника и действующим карьером Центрального рудника. В результате отработки этих стыковочных зон между рудниками в будущем вероятно формирование непрерывного очистного пространства по линиям: Кукисвумчоррская часть Объединенного Кировского рудника - Саамский карьер - Юкспорская часть Объединенного Кировского рудника и Расвумчоррский рудник- Центральный рудник.

Напряженно-деформированное состояние Хибинского массива характеризуется высоким уровнем горизонтальных тектонических напряжений, при этом величина максимальных горизонтальных напряжений а% в 5-10 раз превосходит напряжения от собственного веса пород, что при склонности горных пород к упругому деформированию с последующим хрупким разрушением обусловливает проявление горного давления в динамической форме, как при ведении очистных работ, так и при проходке одиночных горных выработок.

Отработка зон стыковки осложняется тем, что происходит в условиях измененного, по сравнению с нетронутым массивом, напряженно-деформированного состояния. При этом компоненты тензора главных напряжений могут меняться не только по абсолютной величине, но и по направлению, в связи с чем, выработки, ранее считавшиеся неудароопасными, перестают быть таковыми, что требует пересмотра традиционного для данного месторождения порядка очистной выемки. Как показывает опыт отработки блоков-целиков, при ведении горных работ встречными очистными фронтами в высоконапряженных 6 массивах без применения специальных профилактических мероприятий резко повышается количество и энергия динамических проявлений горного давления, становится весьма вероятной реализация горных ударов и техногенных землетрясений. В таких условиях необходимо решать круг вопросов, связанных с управлением состоянием массива, с тем, чтобы исключить возможность неплановых обрушений, зависаний породной консоли, свести к минимуму риск реализации горных ударов. Особенно это актуально при совмещении по времени и в пространстве открытых и подземных работ.

Для предотвращения подобных нежелательных явлений при отработке стыковочных зон требуется разработка и точная реализация специальных защитных и противоударных мероприятий, включающих в себя обоснование технологических решений, а также комплекс мер по региональному и локальному снижению удароопасности. Разработанные геомеханическое обоснование отработки стыковочной зоны и проект противоударных мероприятий должны базироваться на основе закономерностей реальных геомеханических процессов, происходящих в массивах горных пород, подверженных техногенному воздействию.

Цель диссертационной работы состоит в разработке методики геомеханического обоснования и рекомендаций по повышению безопасности горных работ при отработке стыковочных зон между подземными рудниками и карьерами в скальных тектонически напряженных массивах пород.

Основная идея заключается в повышении устойчивости выработок и других элементов системы разработки за счет оптимальной последовательности очистной выемки рудного тела, наиболее полно соответствующей природным условиям напряженно - деформированного состояния и свойствам массивов пород и установленным закономерностям их изменения в процессе ведения горных работ.

Для достижения поставленной цели определены задачи исследований:

1. Исследовать закономерности изменения геомеханического состояния массива пород при ведении горных работ встречными очистными фронтами.

2. Изучить напряженно-деформированное состояние массива разделительного целика и условия возникновения обрушения покрывающих пород.

3. Исследовать напряженно-деформированное состояние массива и удароопасность горных выработок при различных вариантах ведения очистных работ.

4. Разработать методику геомеханического обоснования и рекомендации по повышению безопасности горных работ при отработке стыковочных зон между подземными рудниками и карьерами в скальных тектонически напряженных массивах пород. 7

Методы исследования. В работе применен комплексный метод исследований, включающий: анализ и обобщение научного и практического опыта по проблеме; численное моделирование распределения напряжений и деформаций в массиве пород, преимущественно в объемной постановке; анализ сейсмичности массива пород; натурные измерения напряженного состояния массива пород методом разгрузки; визуальное обследование удароопасности горных выработок; высокоточные дальномерные измерения деформирования массива пород.

Научная новизна работы заключается:

- в определении минимального размера стыковочной зоны, начиная с которого сближенные очистные пространства различной конфигурации оказывают друг на друга взаимное влияние;

- в определении взаимосвязи между ориентацией техногенных трещин отрыва в подрабатываемом борту карьера и напряженно-деформированным состоянием массива покрывающих пород в процессе отработки стыковочной зоны;

- в определении параметров защищенных участков, в которых в результате создания защитных зон действующие напряжения снижаются до уровня, при котором сводится к минимуму риск реализации горных ударов;

- в разработке методики геомеханического обоснования отработки стыковочных зон между подземными рудниками и карьерами в удароопасных условиях.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Взаимное влияние двух очистных пространств в высоконапряженном массиве горных пород начинается с расстояния, равного полусумме размеров очистных пространств в направлении рассматриваемого напряжения, т.е. Ь„ш1<(Ь1+Ь2)/2.

2. Напряженно-деформированное состояние массива пород стыковочных зон и процесс образования наведенных трещин отрыва в прибортовой части карьера зависят от относительного расположения открытого и подземного очистных пространств. При преимущественном действии в массиве пород горизонтальных тектонических напряжений в случае расположения дна карьера выше подземного очистного пространства:

-до отбойки разделительного целика техногенные трещины отрыва в покрывающих породах ориентируются параллельно контуру карьера;

- после отбойки в результате перераспределения напряжений и деформаций в породном массиве техногенные трещины развиваются перпендикулярно контуру карьера, в результате чего создаются условия для обрушения покрывающих пород. 8

3. Значение защитного угла, в пределах которого выработки защищены от действия высоких напряжений, определяется из выражения а=К1К2(сТсж/ста), где Кг эмпирический коэффициент, зависящий от положения защитного угла в горизонтальной или вертикальной плоскости и ориентации защищаемых выработок; Кг - коэффициент, зависящий от уровня действующих напряжений на различных глубинах; ссж/оо - отношение предела прочности пород при сжатии к абсолютному значению рассматриваемого напряжения.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, обоснована:

- данными 30-летней практики отработки блоков-целиков и стыковочных зон в удароопасных условиях на рудниках ОАО «Апатит»;

- совокупностью натурных наблюдений и исследований при отработке блоков-целиков и стыковочных зон на рудниках ОАО «Апатит» с использованием апробированных методов и средств контроля состояния массива горных пород;

- сходимостью результатов определения напряженно-деформированного состояния и удароопасности массива горных пород методами моделирования с результатами натурных исследований.

Реализация работы в промышленности. Результаты исследований в настоящее время используются проектными отделами ОАО «Апатит», АО «Гипроруда» при разработке проектов отработки:

- стыковочной зоны между Расвумчоррским и Центральным рудниками ОАО «Апатит»;

- стыковочной зоны между Кировским рудником и Саамским карьером;

- блока-целика 9/13 гор.+410 м Юкспорского рудника.

Также результаты исследований используются при разработке проекта подсистемы контроля состояния породного массива Расвумчоррского рудника сейсмостанции ОАО «Апатит».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на технических советах, комиссиях по горным ударам ОАО «Апатит» в 1996 - 1999гг.; на международных конференциях «Геомеханика в горном деле» в г. Екатеринбурге в 1996г. и 1997г., «Проблемы и перспективы освоения минерального сырья и подземного пространства Северо - Запада России» в г.Апатиты в 1999 г., «Геодинамика и напряженное состояние земных недр» в г. Новосибирске в 1999г.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ. 9

Объем работьг Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, содержит 140 страниц машинописного текста, включая 47 рисунков, 10 таблиц и списка использованной литературы из 120 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физические процессы горного производства», Рыбин, Вадим Вячеславович

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5

1. Разработана методика геомеханического обоснования отработки стыковочных зон между подземными рудниками и карьерами, при соблюдении которой возможно на начальном этапе отработки добиться совмещения открытых и подземных горных работ, а на завершающем этапе - отработать оставшиеся запасы стыковочной зоны под защитой образованных очистных пространств. Методика базируется на анализе и обобщении опыта ведения горных работ встречными очистными пространствами, результатах исследований геомеханического состояния стыковочных зон модельными и натурными методами.

2. Разработаны рекомендации по безопасной отработке стыковочной зоны Расвумчоррского и Центрального рудников.

2.1. Подземное очистное пространство Расвумчоррского рудника при подработке борта карьера Центрального рудника должно располагаться со стороны висячего бока рудного тела, иметь форму камеры большого сечения размеры: высота до 100 м, ширина до 60 м, длина по простиранию залежи до 100 м. При таких размерах подземного очистного пространства возможно совмещение открытых и подземных горных работ.

2.2. При отбойке подкарьерного целика по простиранию залежи не менее, чем на 100 м создаются условия для обрушения консоли покрывающих пород. С целью гарантированного обрушения консоли необходимо предусмотреть взрыв ВВ в строчке скважин, пробуренных по линии вероятного прорастания трещины отрыва. Разработаны мероприятия по защите уступов карьера от падающих кусков пород.

128

2.3. Наиболее устойчивыми на уровне горизонта откатки +530 м и до гор.+615 м в процессе подготовительных работ будут выработки штрекового направления. Буровые выработки выше гор.+615 м, необходимые для отбойки подкарьерного целика, будут более устойчивыми при их преимущественно ортовой ориентации.

2.4. Рациональная последовательность очистной выемки запасов стыковочной зоны системой подэтажного обрушения, позволяет добиться положения, когда каждый последующий вынимаемый участок рудного тела находился бы под защитой ранее образованных очистных пространств при варианте с буро-доставочными ортами и при варианте с буро-доставочными штреками.

2.5. Вне зависимости от варианта отработки стыковочной зоны, основные вопросы, которые необходимо решить для обеспечения безопасности останутся неизменными: совмещение открытых и подземных горных работ на начальном этапе очистной выемки, обеспечение обрушения подкарьерного целика после окончания открытых, горных работ и профилактика горных ударов при доработке запасов стыковочной зоны.

3. Произведен анализ горнотехнической и геомеханической ситуации и разработаны общие рекомендации по безопасной отработке стыковочной зоны Объединенного Кировского рудника и Саамского карьера.

3.1. Очистные пространства гор.+320 м и +250 м Кукисвумчоррской и Юкспорской частей Объединенного Кировского рудника сближены с очистным пространством Саамского карьера. Ранее отработанные верхние горизонты состыкованы с карьером, зоны обрушения вышли на уступы, поставленные в конечное положение, образовано единое очистное пространство.

3.2. Предельные параметры подработки на Юкспорской части Объединенного Кировского рудника по предварительным данным ретроспективного анализа составляют: ЫНСр. = 1.12 - 1.57; ИНСр. = 0.45 - 0.92. Дальнейшее накопление данных о параметрах произошедших самообрушений позволит определить границу зон устойчивых и неустойчивых обнажений в координатах ЫНср. - //НсР., что даст возможность прогнозировать процесс самообрушения и управлять им путем изменения размеров и формы очистного пространства.

3.3. Повышение безопасности при ведении горных работ в стыковочной зоне между Объединенным Кировским рудником и Саамским карьером возможно достичь путем окончания всех работ в Саамском карьере, что превратит оставшуюся карьерную выемку в элемент рельефа земной поверхности и отработки целиков между подземными горизонтами и карьерным пространством, что создаст благоприятные условия для региональной разгрузки

130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научная задача, связанная с разработкой методики геомеханического обоснования отработки стыковочных зон между подземными рудниками и карьерами в удароопасных условиях. На основании предложенной методики обоснована возможность отработки стыковочной зоны между подземным Расвумчоррским рудником и карьером Центрального рудника; даны общие рекомендации по повышению безопасности горных работ в стыковочных зонах между Саамским карьером и Объединенным Кировским рудником. Внедрение разработанной методики геомеханического обоснования отработки стыковочных зон в практику позволяет повысить безопасность горных работ в удароопасных условиях.

Основные научные выводы и практические результаты проведенных исследований заключаются в следующем:

1. На основе численного моделирования и инструментальных исследований изучены основные закономерности напряженно-деформированного состояния массива пород при отработке месторождений встречными очистными фронтами в тектонически напряженном массиве. Установлено, что взаимное влияние двух очистных пространств различных размеров, формы и относительного расположения, начинается с расстояния, равного полусумме размеров очистных пространств в направлении рассматриваемого напряжения. Одиночная горная выработка будет находиться в зоне влияния очистного пространства, начиная с расстояния, равного половине его размера в направлении рассматриваемого напряжения.

2. Установлены закономерности формирования наведенных трещин отрыва в прибортовой части карьера. При преимущественном действии в массиве пород горизонтальных тектонических напряжений до отбойки разделительного целика техногенные трещины отрыва в покрывающих породах ориентируются параллельно контуру карьера. После отбойки разделительного целика, в результате перераспределения напряжений и деформаций в породном массиве, техногенные трещины развиваются перпендикулярно контуру карьера, в результате чего создаются условия для обрушения покрывающих пород.

3. Установлено, что в общем виде значение защитного угла, в пределах которого выработки защищены от действия высоких напряжений, определяется из выражения а=К1-Кг-(<тСж1оь), где К1 - эмпирический коэффициент, зависящий от положения защитного угла в горизонтальной или вертикальной плоскости и ориентации защищаемых выработок; Кг - коэффициент, зависящий от уровня действующих напряжений на различных глубинах;

131 оьк/оь) - отношение предела прочности пород на сжатие к абсолютному значению рассматриваемого напряжения.

4. Разработана методика геомеханического обоснования отработки стыковочной зоны между подземными рудниками и карьерами, при выполнении положений которой на начальном этапе отработки возможно безопасное совмещение открытых и подземных горных работ, а на завершающем этапе - отработка оставшихся запасов стыковочной зоны под защитой образованных очистных пространств. В разработанной методике учитывается влияние естественных (напряженно-деформированное состояние и физические свойства массива пород) и техногенных факторов (размеры и форма очистных пространств), а также установленных в работе закономерностей.

5 . Разработаны практические рекомендации по ведению горных работ в стыковочных зонах между Расвумчоррским и Центральным рудниками, между Кировским рудником и Саамским карьером ОАО «Апатит» и при отработке блоков-целиков в подземных условиях. Рекомендации использованы в качестве основы для геомеханического обоснования различных вариантов ведения горных работ в стыковочных зонах и блоках-целиках.

6. Разработана горнотехническая часть «Проекта автоматизированной подсистемы контроля состояния массива зоны стыковки Расвумчоррского и Центрального рудников -АСКСМ - Р сейсмостанции ОАО «Апатит».

7. С учетом разработанных рекомендаций предполагается отработать 31.7 млн. т руды только в пределах стыковочной зоны между Расвумчоррским и Центральным рудниками с годовой производительностью открыто-подземных горных работ, равной 4.5 млн. т в год. Экономический эффект от внедрения результатов работы составит 12 млн. руб. в год в ценах 1999г.

132

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рыбин, Вадим Вячеславович, 2000 год

1. Автоматизированная система диагностики состояния породного массива на глубоких рудниках новый инструмент исследований в горной геофизике / H.H. Мельников, О.М.Распопов, А.Х. Ерухимов, И.А. Кузьмин. - препр. - Апатиты, 1986. - 21с.

2. Акты визуального обследования состояния горных выработок Расвумчоррского рудника за 1995-1998гг.

3. Андросов А.Д. Технология разработки глубоких карьеров Якутии. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996. - 215с.

4. A.c. 1357593 СССР, МКИ Е 21 Г 5/00. Способ определения степени удароопасности массива горных пород / A.A. Смирнов, A.A. Козырев, A.A. Ширяев и др., АН СССР, Кол. Фил., Горн. ин-т. №4077019/22-03, заявл. 10.06.86, опубл. 07.12.87, Бюл. №45.

5. Атлас физических свойств минералов и пород Хибинских месторождений / И.А.Турчанинов, М.П. Воларович, А.Т. Бондаренко и др. Л.: Наука, 1975. - 71 с.

6. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика горных пород. М.: Недра, 1975. -360 с.

7. Барях A.A., Константинова С.А., Асанов В.А. Деформирование соляных пород. -Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 203 с.

8. Белов Н.И. Исследование динамической природы горных ударов и обоснование критериев их прогноза: Автореф. дис. канд. техн. наук (05.15.11). Апатиты, 1994. -28 с.

9. Бенявски 3. Управление горным давлением: пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 254 с.

10. Борщ-Компониец В.И., Макаров А.Б. Горное давление при отработке мощных пологих рудных залежей. М.: Недра, 1986,- 271 с.

11. Борщ-Компониец В.И., Макаров А.Б. Условия выхода обрушения на поверхность при повторной разработке пологих рудных залежей // Горный журнал. 1993. № 8. - С. 7-12.

12. Борщ-Компониец В.И., Макаров А.Б., Урумов Т.Т. Геомеханические процессы при открытой повторной разработке пологих рудных залежей // Горный журнал. 1993. № 6. -С.41-45.

13. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1982. - 270 с.

14. Введение в механику скальных пород / ДК. Троллоп, X. Бок, Б.С. Бест и др. // пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 276 с.

15. Виттке В. Механика скальных пород: пер. с нем. М.: Недра, 1990. - 439 с.

16. Геодинамический мониторинг при отработке месторождений Кольского полуострова/ H.H. Мельников, A.A. Козырев, A.B. Ловчиков, С.П. Решетняк // Геоэкология. -1996.-№4.-С. 29-40.

17. Геомеханические и технологические особенности разработки запасов зоны стыковки месторождений «Плато Расвумчорр» и «Апатитовый Цирк» / O.A. Яковлев, Б.К. Норель,

18. A.С.Кузьменко, И.А. Едигарев // Научно-технический прогресс в производственном объединении «Апатит». Часть I. М., 1989. - С. 142-148.

19. Геомеханическое обеспечение проектирования развития горных работ на ранее отработанное карьерное пространство / A.A. Козырев, Ю.В. Демидов, А.Н. Енютин,

20. B.А.Мальцев, В Н. Аминов // Геомеханика при ведении горных работ в высоконапряженных массивах. Апатиты, 1998. - С. 25 - 37.

21. Геомеханическое обоснование отработки блоков-целиков на Хибинских рудниках /

22. A.A. Козырев, В.И. Иванов, В.А. Мальцев, В.В. Павлов // Комплексная разработка рудных месторождений и вопросы геомеханики в сложных и особо сложных условиях. Апатиты, 1995.-С. 11-16.

23. Геомеханическое обоснование отработки переходной зоны между карьером и подземным рудником в удароопасных условиях/ A.A. Козырев, Ю.В. Демидов, А.Н. Енютин,

24. Демидов Ю.В., Аминов В.Н. Подземная разработка мощных рудных залежей. М.: Недра, 1991.-205 с.

25. Демидов Ю.В., Гущин В.В., Кайтмазов В.А. Основные тенденции развития подземных работ в условиях повышенного горного давления // Разработка мощных месторождений на больших глубинах. Апатиты, 1983. - С. 3-13.

26. Демидов Ю.В. О классификации систем комбинированной разработки рудных месторождений // Горный журнал. 1995. № 4. - С. 16-19.

27. Демидов Ю.В. Снижение уровня напряжений путем изменения порядка ведения горных работ на горизонте // Приложение результатов исследований полей напряжений к решению задач горного дела и инженерной геологии. Апатиты, 1985.- С.70-74.

28. Демидов Ю.В. Создание высокоэффективной технологии подземной разработки мощных рудных месторождений в условиях повышенного горного давления (на примере Хибинских рудников): Автореф. дис. докт. техн. наук (05.15.02). Апатиты, 1984. - 43с.134

29. Дремов С.Н. Формирование зон повышенной сейсмоактивности в пределах шахтного поля Кировского рудника ПО «Апатит» // Динамические процессы разрушения горных пород.- Апатиты, 1989. С. 63-71.

30. Зарубежный опыт проходки туннелей и камерных выработок / под редакцией В.В.Гущина. Апатиты, 1994. -110 с.

31. Зубков A.B. Разработка методов управления горным давлением на основе решения трехмерных геомеханических задач: Автореф. дис. докт. техн. Наук (05.15.02., 01.02.07.). -Новосибирск, 1990. 37 с.

32. Иванов В.И. Исследование динамических проявлений горного давления при действии тектонических сил (в условиях Хибинских апатитовых рудников): Автореф. дис. канд. техн. наук (05.15.01). М., 1973. - 21 с.

33. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях (объектах строительства и подземных сооружений), склонных к горным ударам / ВНИМИ. Л., 1989. - 59с.

34. Казикаев Д.М. Геомеханические процессы при совместной и повторной разработке руд. М. : Недра, 1981. - 288 с.

35. Казикаев Д.М. Особенности геомеханических задач при открыто-подземной разработке месторождений // Основные направления развития открыто-подземного способа разработки месторождений. М.: ротапринт ИПКОН АН СССР, 1987. - С. 30-33.

36. Калмыков В.Н. Обоснование параметров выемки запасов прикарьерных зон системами разработки с закладкой: Автореф. дис. . докт. техн. наук (05.15.02). М., 1995. - 39 с.135

37. Каплунов Д.Р., Шубодеров В.И., Гордин Д.В. Открыто-подземный способ разработки месторождений полезных ископаемых: Препр. М.: ИПКОН АН СССР, 1990,- 14 с.

38. Касахара К. Механика землетрясений / пер. с англ. М.: Мир, 1985, - 264 с.

39. Ковтун Н.В. Разработка технологии перехода с открытых на подземные горные работы и исследование параметров предохранительного перекрытия в сложных горногеологических условиях: Автореф. дис. . канд. техн. наук (05.15.02). СПб, 1996. - 22 с.

40. Козырев A.A. Дифференциация тектонических напряжений в верхней части земной коры с целью управления динамическими проявлениями горного давления: Автореф. дис. . докт. техн. наук (01.02.07). Новосибирск, 1993. - 43с.

41. Козырев A.A. Исследование устойчивости и условий поддержания горизонтальных выработок на апатитовых рудниках Хибинского массива: Автореф. дис. . канд. техн. наук (05.313). Апатиты, 1973. - 30с.

42. Козырев A.A., Павлов В.В., Савченко С.Н. Об оценке устойчивости бортов глубоких карьеров в высоконапряженных скальных массивах // Комплексная разработка рудных месторождений мощными глубокими карьерами. Апатиты, 1995, с. 79-89.

43. Козырев A.A., Савченко С.Н. Исследование взаимного влияния отработки соседних месторождений на напряженное состояние массивов горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 1989. - №2. - С. 14-21.

44. Козырев A.A., Савченко С.Н., Мальцев В.А. Особенности напряженного состояния и самообрушения пород висячего бока при отработке мощных месторождений в условиях действия тектонических сил // Проблемы механики горных пород. М., 1987. - С. 195-200.

45. Козырев A.A., Савченко С.Н., Мальцев В.А. Разработка методических принципов диагностики тектонических напряжений в верхней части земной коры с целью управления динамическими проявлениями горного давления: Препр. Апатиты, 1994. - 66 с.

46. Козырев С.А., Енютин А.Н. Особенности отработки высоконапряженных участков Хибинских подземных рудников // Открыто-подземная разработка мощных рудных месторождений. Апатиты, 1995. - С. 64-81.

47. Крапивин В.Н. Прогноз параметров самообрушения и границ развала пород при совместной разработке апатитовых месторождений// Записки СПГТИ, 1994, т. 139, с. 84-87.

48. Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. М.: Недра, 1972. - 327с.

49. Марков Г.А., Савченко С.Н. Напряженное состояние пород и горное давление в структурах гористого рельефа. Л.: Наука, 1984. - 140 с.

50. Марков Г. А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. Л.: Наука, 1977. - 213 с.

51. Мельников H.H., Радионов С.Н., Архипов A.B. Комбинированная разработка месторождений Кольского региона // Повышение эффективности комплексного открыто-подземного способа разработки месторождений. М.: ротапринт ИПКОН АН СССР, 1988, с.26-50.

52. Мещеряков Э.Ю. Совершенствование способа управления состоянием прикарьерного массива при подземной разработке ценных руд (на примере Учалинского месторождения): Автореф. дис. . канд. техн. наук (05.15.02). Магнитогорск, 1998.-20 с.

53. Мониторинг геодинамической и геоэкологической безопасности освоения недр и земной поверхности / Д.В. Яковлев, Ю.А. Норватов, Ю.С. Исаев, Г.В. Забродин и др. //137

54. Проблемы reo динамической безопасности: Труды II международного рабочего совещания, Санкт-Петербург, 24-27 июля 1997 г. СПб, 1997. - С. 5 - 18.

55. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости.- М: Наука, 1966. 707 с.

56. Обеспечение reo динамической безопасности подземных хранилищ газа (ПХГ) /

57. A.Н.Шабаров, Н.В.Кротов, Б.А.Крайнев, АВ.Кубланов // Тр. П международного рабочего совещания «Проблемы reo динамической безопасности», 24-27 июня 1997 г., С-Петербург. -СПб, 1997.- с.259-262.

58. Одинцев В.Н. Отрывное разрушение массива скальных горных пород. М.: ИПКОН РАН, 1996. - 166с.

59. Онохин Ф.М. Особенности структуры Хибинского массива. Л.: Наука, 1975. - 106 с.

60. Опыт отработки блоков-целиков в удароопасных условиях / A.A. Козырев,

61. B.АМальцев, В.В. Рыбин и др. //Горный Журнал. 1996. - № 9 -10. - С. 72-78.

62. Опыт профилактики горных ударов на Хибинских апатитовых рудниках / А.АКозырев, В,.А. Мальцев, В.И. Панин, В.В. Рыбин // Горный Журнал. 1998. - № 4. - С.47-51.

63. Оценка эффективности разгрузки элементов конструкции днищ блоков защитными зонами / Ю.В. Демидов, В.В. Гущин, A.C. Юров, Ф.Г. Меденков и др. // Разработка мощных месторождений на больших глубинах. Апатиты, 1983. - С. 31-36.

64. Панасенко Г.Д., Коломиец A.C. Регистрация наклономером тектонической подвижки в горном массиве // Физика Земли. 1981. - N 12. - С. 88-91.

65. Панин В.И. Исследование напряженного состояния горных пород физическими методами: Автореф. дис. канд. техн. наук (05.311). М., 1970. - 23с.

66. Панин В.И., Турчанинов И.А. Влияние напряженного состояния и трещиноватости массива на скорость распространения упругих волн // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 1970. - № 2. - С. 32-37.

67. Подгорбунский A.B., Аккуратов М.В. Оценка сейсмоопасности массива горных пород после массовых взрывов // Динамические процессы разрушения горных пород. -Апатиты, 1989. С. 94-100.

68. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках / под ред. И.М. Петухова,

69. A.М. Ильина, К.Н. Трубецкого. М.: изд - во АГН, 1997. - 376 с.

70. Прогноз параметров частичного самообрушения покрывающих пород /

71. B.Н.Крапивин, В.В. Севастьянов, В.И. Неплюхин, Е.В. Ивановский // Горный Журнал. 1990.- №7. С. 45-47.

72. Проект светодальномерного полигона в стыковочной зоне Расвумчоррского и Центрального рудников АО «Апатит» / Горный институт КНЦ РАН; Руководитель

73. A.А.Козырев; отв. исполнитель Э.В. Каспарьян; исполнители В.В. Рыбин, Е.Э. Каспарьян. -Апатиты, 1997. 6с.

74. Прохоренко В.А. Обоснование устойчивых параметров камер при отработке запасов руд в подкарьерной зоне системами с закладкой на основе учета профиля контура карьера: Автореф. дис. . канд. техн. наук (05.15.02). -М, 1995. 16 с.

75. Регламент на отработку блока 19/24 гор.+252м Кукисвумчоррского месторождения / Горный институт КНЦ РАН; Руководитель Ю.В. Демидов. Апатиты, 1996. - 90 с.

76. Ржевский В.В., Анистратов Ю.И., Ильин С.А. Открытые горные работы в сложных условиях. М.: Недра, 1964. - 294с.

77. Руководство по измерению напряжений в массиве скальных пород методом разгрузки (вариант торцевых измерений) / АН СССР, Кол. Фил., Горн, ин-т; Сост.: И.А.Турчанинов, Г. А. Марков, В.И. Иванов. Апатиты, 1970. - 48 с.

78. Руководство по определению напряженного состояния горных пород в массиве ультразвуковым методом / АН СССР, Кол. Фил., Горн, ин-т; Сост.: И.А. Турчанинов,

79. B.И.Панин. Апатиты, 1970. - 73с.

80. Рыбин В.В. Профилактика горных ударов при отработке запасов переходной зоны между Расвумчоррским и Центральным рудниками в удароопасных условиях // Геомеханика при ведении горных работ в высоконапряженных массивах. Апатиты, 1998. - С. 227 - 236.

81. Рыбин В.В., Мальцев В.А., Енютин А.Н. Ретроспективный анализ взаимосвязи сейсмичности с зонами концентраций напряжений при ведении горных работ // Геомеханика при ведении горных работ в высоконапряженных массивах. Апатиты, 1998. - С. 132 -141.139

82. Савченко С.Н. Исследование напряженного состояния упругих полубесконечных областей (применительно к механике горных пород): Автореф. дис. . канд. физ. мат. наук (01.02.07). -Новосибирск, 1976. - 16с.

83. Савченко С.Н. Закономерности формирования напряженного состояния структурно неоднородных массивов горных пород: Автореф. дис. . докт. техн. наук (05.15.11). -Апатиты, 1994. 40 с.

84. Самообрушение пород при опережающей выемке под висячим боком /

85. B.Н.Крапивин, О.С. Погребняк, А.С. Юров, Ю.П. Сизов // Горный Журнал. 1989. - № 8.1. C.29-30.

86. Селивоник В.Г. Геомеханическое обоснование оптимальных технологических схем двухъярусной отработки бокситовых месторождений: Автореф. дис. . канд. техн. наук (05.15.11; 05.15.02). СПб, 1998. - 18с.

87. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок / И.А.Турчанинов, Г.А. Марков, В.И. Иванов, А.А. Козырев. Л.: Наука, 1978. - 256 с.

88. Теория, техника и практика применения комплекса УК «Ультразвук» в задачах горного производства / Сост.: В.В. Тимофеев, В.А. Мальцев, ЮР. Катков, Ф.Г. Меденков,-Информ. листок/ АН СССР; Кол. Фил., Апатиты, 1985.

89. Терентьев В.И., Черных А.Д. Комплексная открыто-подземная разработка прибор-товых и подкарьерных запасов рудных месторождений.- М.: ротапринт ИПКОН АН СССР, 1988,- 243 с.

90. Техника контроля напряжений и деформаций в горных породах / Отв. редактор: В.В.Ржевский. Л.: Наука, 1978. - 232с.

91. Тимофеев В.В., Панин В.И., Меденков Ф.Г. Взаимосвязи сейсмоакустических параметров с удароопасностью пород // Геофизические способы контроля напряжений и деформаций. Новосибирск, 1985.- С. 14-19.

92. Тимофеев В.В. Промышленное применение локальных методов оценки удароопасности горных выработок на рудниках АО"Апатит" // Комплексная разработка рудных месторождений и вопросы геомеханики в сложных и особо сложных условиях. -Апатиты, 1995. С. 46-56.

93. Тимофеев В.В. Разработка ультразвукового метода прогноза удароопасности горных выработок в тектонически напряженных массивах: Автореф. дис. . канд. техн. наук (05.15.11). Апатиты, 1988. - 20с.

94. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. М.: гл. ред. физ. - мат. литер., 1965. -364 с.

95. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород. М.: Недра, 1989. - 488 с.

96. Управление горным давлением в тектонически напряженных массивах / А.А.Козырев, В.И. Панин, В.И. Иванов, С.Н. Савченко и др. Апатиты, 1996. - 159 с. (I часть); 162 с. (Пчасть).

97. Управление обрушением покрывающих пород при разработке мощных рудных месторождений / В.Н. Крапивин, Г.Г. Милехин, B.C. Кожин, Н.И. Дяченко, Ю.В. Демидов // Горный Журнал. 1984. - №6. - С. 50-52.

98. Экспериментальные исследования закономерностей деформирования массива горных пород / A.A. Козырев, В.И. Панин, В.А. Мальцев, М.В. Аккуратов и др. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 1996. - № 1. - С. 22-30.141

99. Экспрессные способы определения удароопасности / В.И. Панин, А.А. Смирнов, В.В.Тимофеев и др. // Научно-технический прогресс в производственном объединении "Апатит". М.: ГИГХС, 1989. - С. 126-132.

100. Юматов Б.П. Технология открытых горных работ и основные расчеты при комбинированной разработке рудных месторождений. М.: Недра, 1966. - 147 с.

101. Яковлев В.JL, Андросов А.Д., СаввиновК.Н. Проблемы вскрытия и отработки глубоких горизонтов кимберлитовых карьеров Якутии // Комплексная разработка рудных месторождений мощными глубокими карьерами. Апатиты, 1995, с. 23-24.

102. Ярмухаметов З.Г. Обоснование технологии подземной разработки приконтурных запасов карьеров (на примере Сибайского месторождения): Автореф. дис. . канд. техн. наук (05.15.02). Магнитогорск, 1998.-21 с.

103. Amadei В., Stephansson О. Rock stress and its measurements. Chapman & Hall, 1997,490 p.

104. Johnson J. C. Rockbursts from a global perspective. Gerlands Beitrage zur Geofysik, Band 98, Heft 6, Leipzig, 1990, pp. 474 - 490.

105. Kaiser P., Tannat D., McCreath D. Drift support in burst prone ground. - The Canadian Minning and Metallurgical Bulletin, 1996, Volume 89, pp. 131 - 138.

106. Knoll P. The fluid induced tectonic rockburst of March 13, 1989 in the "Werra" potash mining district of the GDR (first results). - Gerlands Beitrage zur Geofysik, Band 99, Heft 3, Leipzig, 1990, pp. 239-245.

107. Marklund I., Hustrulid W. Large Scale underground mining, new equipment and a better underground evironment - result of a research and development at LKAB, Sweden // Transactions of institute of Mining industry; vol.104; Sept.- Dec. 1993; A125 - A194.

108. Nickson S., Ecobichon D., Leclerc M., Cote E. A metodology for rock mechanics feasibility studies. The Canadian Minning and Metallurgical Bulletin, 1996, Volume 89, pp. 120— 125.

109. Pariseau W., Eitani I. Comparisons between Finite Element Calculations and Field Measurements of Room Closure and Pillar Stress during Retreat Mining // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. &Geomech. Abstr., vol. 18, N 4, august 1981, pp. 305 320.

110. Swanson P., Boler F. The magnitude 5.3 seismic event and collapse of the Solvay Trona Mine: Analysis of pillar / floor stability: US Department of the Interior; Bureau of Mines; Open Files Report 86-95. 1995. - 82 p.

111. U.K. Singh, О J. Stephansson and A. Herdocia. Simulation of progressive falure in handing-wall and footwall for mining with sub-level caving // Transactions of institute of Mining industry; vol.102; Sept.- Dec. 1993; A188-A194.142

112. Yu T., Vongpaisal S. New blast damage criteria for underground blasting. The Canadian Minning and Metallurgical Bulletin, 1996, Volume 89, pp. 139 - 145.

113. РАСЧЕТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

114. Экономический эффект от внедрения рекомендаций достигается за счет снижения потерь полезного ископаемого и за счет снижения затрат на ликвидацию вредных проявлений горного давления.

115. Экономический эффект от снижения потерь рассчитывается по формуле:

116. Э^аЦ-СУОгКп-Ки-РрЭ/Рк где Ц отпускная цена на апатитовый концентрат в 1999 г. Ц =1050 руб /т (42долСША/т);

117. С себестоимость апатитового концентрата по экспертной оценке в 1999 г. С=700руб/т (28долСША/т);- годовая производительность открыто подземных горных работ в стыковочной зоне по проекту 4,5млн.т / год;

118. К„ коэффициент снижения потерь полезного ископаемого за счет применения мероприятий по управлению горным давлением, по опыту отработки Хибинских апатитовых месторождеий К„ ~ 2%;

119. Кц- коэффициент извлечения полезного ископаемого, К„ = 0,9;

120. Рр содержание Р205 в руде, Рр = 14%;

121. Рк содержание Р20з в концентрате, Рк = 39,4%.

122. Экономический эффект за счет снижения потерь составит:

123. Э. = ((1050 700)-4,5-0,02-0,9-0,14) / 0,394 « 10 млн.руб. / год.

124. Э2 = АЗ- СЬ = 1 -2 = 2 млн.руб. / год.

125. Суммарный годовой эффект по двум статьям составит:

126. Э = Э1 + Э2 = Ю + 2 = 12 млн.руб. / год.