Подземная разработка месторождений

(385)

где ε(t), ζ - деформация и напряжение, соответствующее рассматриваемому моменту времени t, отсчитываемому от момента начального нагружения тела; Е - модуль упругости; α, δ - параметры ползучести, определяются на основании длительных испытаний пород на ползучесть (табл. 7.2).

В таблице представлены далеко не все существующие породы, но, при желании, можно провести несложные испытания на ползучесть, согласно методике B.C. Ямщикова. Нахождение параметров ползучести сводится к измерению в разное время прогиба образца в его середине при развитии собственно деформации ползучести (внешняя нагрузка постоянна и неизменна) и решению системы линейных уравнений .

Рассмотрим изменения графика относительных деформаций εх и εу с глубиной разработки месторождения над вулканическим очагом (рис. 8.3). Выделив на каждом графике гори-

Таблица 7.2

Средние значения параметров ползучести*

Горная порода	δ, сек1-α	α	Е*104,	Примечание
			кгс/см2
Алевролит	0,0094	0,726	_	По данным Ж.С. Ержанова
Аргиллит	0,0080	0,710	_	То же
Песчаник	0,0021	0,670	_	То же
Известняк	0,0018	0,701	_	То же
Галит6	0,085	0,8	1	По данным А.Б. Фадеева-
Горючий сланец	0,01	0,86	1,5	То же
Плотная кемберийская	0,01	0,8	0,5	То же
глина
Известняк:				По данным О.В. Рогожникова
массивный	0,0062	0,89
окремненный	0,0046	0,88
Джаспероиды	0,0004	0,84		То же
Богатая апатитовая руда	0,00383	0,756		По данным ЛГИ
Сетчатая апатитовая	0,00136	0,618		То же
руда
Рисчоррит	0,00146	0,798		То же

зонтальных деформаций растяжения - сжатия участки с запредельными деформациями (известными для каждого вида пород), можно определить вероятные зоны оруденения месторождения, приуроченные к разрывным швам - рудоподводящим каналам, по которым на поверхность выносятся гидротермальные потоки.

На новых гидротермальных месторождениях, используя вышеописанный метод, можно по данным геологической разведки и оценки размеров вулканической кальдеры ориентировочно определить радиус и местоположение магматического очага, а затем и вероятные кольцевые зоны оруденения. На эксплуатируемых же месторождениях этот метод позволяет в первом приближении получить действующие напряжения в горном массиве (еще до натурных исследований). Оценим уровень удароопасности и долговечности горных выработок на таком месторождении. Как известно, горное давление в зоне ведения очистных работ проявляет себя следующим образом: а) деформации горных выработок; б) сдвижения и обрушения горных пород; в) трещинообразование; г) шелушение, стреляние пород; д) горный удар.

261

Рис. 7.3. Схема определения вероятных зон разрывных нарушений (и оруденения) в вулканической кальдере по зонам запредельных горизонтальных деформаций:

1 - кальдера; 2 - вероятная зона разрывов, рудоподводящий канал; 3 -участок запредельных горизонтальных деформаций; 4 - график изменения горизонтальных деформаций; 5 - магматический очаг

Таблица 7.3 Энергетическая характеристика проявлений активности скальных пород

Горный удар- это хрупкое разрушение части горного массива со взрывным выбросом пород в выработки. Горный удар возможен лишь в хрупких породах при превышении скорости нарастания горного давления над скоростью релаксации напряжений в породах. Известна способность материалов компенсировать и поглощать внешнее напряжение за счет структурных изменений в кристаллической решетке.

Изменение во времени внутреннего напряжения деформированного материала называется релаксацией.

Горные удары возможны на глубинах более 600-800 м от земной поверхности. Показатель удароопасности определяется так:

262

(386)

Обе эти величины можно получить при испытании образцов пород на прессе.

При Пуд > 70 % породы считаются склонными к горным ударам, и тогда при проходке выработок и при очистной выемке следует проводить специальные мероприятия по профилактической разгрузке массива (опережающее бурение скважин, камуфлетное взрывание ВВ в нагруженных зонах).

Нагруженные же зоны вблизи выработок можно определить, используя модернизированную автором компьютерную программу «Контур»1 .

Напряжения горного массива вблизи выработок можно измерить и в натурных условиях, например, методами частичной и полной разгрузки, электрометрическим и звукометрическим методами11. Самое сложное при этом - правильно интерпретировать полученные результаты.

Контрольные вопросы

1.Факторы, определяющие напряженное состояние пород вокруг выработок?

2.Пространственно-геометрические параметры выработок?

3.Деформационные характеристики вмещающих пород?

4.Особенности начального поля напряжений нетронутого массива?

5.Характеристики воздействия на породы при проходке и эксплуатации выработок?

6.Прогнозирование палеонапряжений?

7.Понятие горного удара?

263

ГЛОССАРИЙ

Апатит - минерал класса фосфатов, Ca5[PO4]3. (F,Cl, OH)2.

Балансовые запасы - запасы которые в настоящее время можно отрабатывать с достаточной экономической эффективностью.

Берма - горизонтальная площадка между откосами уступов нерабочего борта карьера. Различают транспортные, предохранительные и бермы безопасности.

Вмещающие породы - вскрышные горные породы, в которые включены полезные ископаемые.

Внешний отвал - отвал, образуемый в результате размещения разрыхленных горных пород вне контура карьера.

Внутренний отвал - отвал, образуемый в результате размещения разрыхленных горных пород в выработанном пространстве карьера.

Вскрышные породы (вскрыша) - горные породы, покрывающие и вмещающие полезные ископаемые, подлежащие выемке и перемещению как отвальный грунт в процессе открытых горных работ.

Геологический разрез (геологический профиль) - графическое изображение геологического строения местности в вертикальной плоскости.

Забой - поверхность, ограничивающая горную выработку и перемещающаяся в результате горных работ.

Исландский шпат - минерал, бесцветная прозрачная разновидность кальцита, которая "раздваивает" изображение вследствие высокого двупреломления. Применяют в оптике для изготовления поляризационных призм.

Кальдера - котлообразная впадина с крутыми склонами и ровным дном, образовавшаяся вследствие провала вершины вулкана, а иногда и прилегающей к нему местности. В диаметре достигает 10-15 км и более.

Карьер - совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом.

Квершлаг - горизонтальная, реже наклонная подземная выработка, проводимая по пустым породам под углом к линии простирания пластов полезного ископаемого. Служит для транспортировки грузов, передвижения людей, стока воды и др.

Лава - подземная горная выработка с забоем большой протяженности, в котором производится добыча полезного ископаемого.

Минерально-сырьевые ресурсы - это совокупность запасов минерального сырья в недрах Земли, подсчитанных применительно к существующим кондициям на полезные ископаемые.

Недра Земли - простираются от ее поверхности до центра и включают земную кору, мантию Земли и ее ядро; в узком смысле под недрами понимают верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых.

Орт - горная горизонтальная подземная выработка, проведенная в толще полезного ископаемого под углом к простиранию месторождения и не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность.

.Отвал - искусственная насыпь из отвальных грунтов или некондиционных полезных ископаемых, промышленных, коммунально-бытовых отходов.

264

Откатка горная -транспортирование горной массы и других грузов средствами колесного транспорта по подземным горным выработкам, а также на поверхности в пределах горного предприятия.

Пласт (слой) - форма залегания осадочных и многих метаморфических горных пород; геологическое тело относительно однородного состава, ограниченное практически параллельными поверхностями - подошвой и кровлей; толщина пласта во много раз меньше протяженности.

Руда - это природное минеральное соединение, содержащее какой-либо металл или несколько металлов.

Сдвиг - смещение одних блоков горных пород относительно других в горизонтальном направлении по разлому.

Траншея - открытая горная выработка трапециевидного сечения. Различают траншеи капитальные (соединяют забои карьера с поверхностью), разрезные (создают первоначальный фронт работ в карьере), дренажные и разведочные.

Уклон - показатель крутизны склона; отношение превышения местности к горизонтальному протяжению, на котором оно наблюдается (напр., уклон, равный 0,015, соответствует подъему 15 м на 1000 м расстояния).

Цинковые руды , основной минерал сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Цинковые руды - составная часть полиметаллических и медноколчеданных руд, реже образуют самостоятельные залежи.

Штрек - горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность и расположенная по простиранию месторождения полезного ископаемого. Различают транспортный, вентиляционный и др. штрек.

Щелочные горные породы - магматические горные породы с повышенным содержанием щелочных металлов (Na, К). Главные породообразующие минералы: полевые шпаты, фельдшпатоиды, щелочные амфиболы, пироксен.

265

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Агошков М.И., Симаков В.А. Критерии и прямые методы определения потерь и разубоживания при разработке рудных месторождений. - М.: Недра, 1961.

2.Агошков М.И., Никаноров В.И. Технико-экономическая оценка извлечения полезных ископаемых из недр. – М.: Недра, 1974.

3.Альбов М.Н., Быбочкин А.М. Рудничная геология..- М.: Недра, 1973.

4.Адигамов Я.М., Мининг С.З. Нормирование потерь и разубоживания при добыче. - Москва: Недра, 1978.

5. Вольфсон Ф.И., Ищукова Л.П. Условия локализации редкометального оруденения в сложных толщах верхнего структурного этажа; // Изв. АН СССР – 1967. - №11.- (сер. геолог.). – С. 36-42.

6.Денисов С.А., Володин А.И. Использование показателей прерывистости оруденения при оценке месторождений; // Разведка и охрана недр - 1976. - №12. - С. 1517.

7.Ищукова Л.П. Геолого-структурные особенности Стрельцовской группы месторождений; // Сб. по геологии месторождений. - М., 1975. - №51.

8.Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. – М.: Недра, 1984.

9.Кузьмин П.А. Показатели сложности контура рудных тел; // Изв. вузов. Геология

иразведка. - 1972 . - №7.- С. 25-28.

10.Матерон Ж. Основы прикладной геостатистики.- М.: Мир, 1968.

11.Овсейчук В.А., Жарков А.П. Совмещение детальной разведки со вскрытием и подготовкой месторождений к эксплуатации.// - ―Материалы по геологии месторождений редких металлов ―: Информ. сб. - М., 1985. - Вып. 93. – С. 48-53.

12.Овсейчук В.А. , Хоментовский Б.Н. Эксплуатационная разведка на подземных

рудниках горного предприятия // Техн. прогресс в атом. пром-сти, - 1986. - №5. (Сер. ГМП). – С. 18-22.

13.Овсейчук В.А. Зависимость разубоживания от высоты подэтажа и мощности рудного тела при отработке крутопадающих рудных залежей// Техн. прогресс в атом. пром-сти, - 1987. № 81/1. – (Сер. ГМП). – С. 45-47.

14.Овсейчук В.А. Оперативное определение потерь неотбитых руд на стадии планирования и проектирования очистной добычи слоевой системой сверху вниз // Техн. прогресс в атом. пром-сти, - 1987. - № 5. – (Сер. ГМП). – С. 34-36.

15.Овсейчук В.А. Установление оптимальной величины соотношения потерь и разубоживания при подземной разработке сложноструктурных богатых месторождений Стрельцовского типа // Техн. прогресс в атом. пром-сти, - 1988. - №2.- (Сер. ГМП). – С.

27-30.

16.Овсейчук В.А. Оптимизация контуров разработки рудных залежей // Горн. Журн.. -1993. - № 3. – С. 48-51.

17.Овсейчук В. А., Аптекин Ю.В. Установление временных эксплуатационных кондиций на руду в недрах дифференцированно для каждого эксплуатационного блока // Отчет НИР.- Фонды АООТ "ППГХО". - 1992.

18.	Пухальский Л.И., Шумилин М.В. Разведка и опробование	урановых
месторождений. - М.: Недра, 1977. - С.77-81.
19.	Рощин Ю.В., Володин К.Н. Оценка точности подсчета запасов	с учетом

пространственной изменчивости геологических признаков. - М.: Недра,. 1968. - С.115-119.

266

20.Симаков В.А. Графоаналитический метод сравнения вариантов разработки рудных месторождений // Изв. вузов, Геология и разведка.-1971.-№ 6. – С. 68-71.

21.Симаков В.А., Трыкин В.Н. Выбор и экономическая оценка раздельной и валовой разработок руд радиоактивных и редких металлов. - М.: Недра, 1979. - С. 23-27.

22.Симаков В.А., Трыкин В.Н. Применение систем разработки с закладкой и магазинированием руды на Холстинском месторождении // Цветная металлургия. - 1972. - №1. – С. 53-56.

23.Федорчук В.П. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых и фактор времени // Сов. геология. - 1982. - № 4. – С. 6-9.

24. Уманец В.Н. Оценка изменчивости свойств полезных ископаемых при освоении месторождений // Разведка и охрана недр. - 1976. - № 1. – С. 7-9.

25.Каждан А.Б. Принципы классификации твердых полезных ископаемых // Сов. геология. -1980. - № 6. – С. 93-96.

26.Суражский Д.Я. Урановые рудные системы. Опыт морфогенетической группировки // Сов. Геология. - 1977. - №6. – С.76-79.

27. Хоментовский Б.Н., Роднов Е.А. Условия локализации и морфология, вещественный состав рудных тел Стрельцовского и Тулукуевского месторождений: Отчет

//Фонды АООТ "ППГХО". - 1988.

28.Типовые методические указания по оценке экономических последствий потерь полезных ископаемых при разработке месторождений: Сборник руководящих материалов по охране недр. - М.: Недра, 1973.

29.Сборник руководящих материалов по охране недр при разработке месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1987.

30.Методика укрупненной геолого-экономической оценки запасов месторождений твердых полезных ископаемых. - М.: ВИМС, 1995.

31.Овсейчук. В.А. Технология, обеспечивающая наибольшую экономичность производства природного урана из скальных руд месторождений Стрельцовского типа // Горн. журн.. - 1998.- № 1. – С. 56-59.

32.Овсейчук В.А., Вахрушев В.А. Методика формирования сырьевой базы уранодобывающего предприятия в условиях рыночной экономики // Горн. журн. - 1997. - №1. – С. 52-55.

33.Кучай С.А. Перспективы развития международного рынка природного урана.- М.: Nukem. - 1997.

34.Решетников А. А. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н.

«Совершенствание технологии разработки скальных урановых руд на примере месторождений Стрельцовского рудного поля». г. Краснокаменск. 2005 г.

35.Овсейчук В.А. и др. «Способ разработки месторождений полезных ископаемых с селективной выемкой богатых руд». Патент № 2175385. г. Москва от 15 декабря 2000 г.

36.Овсейчук В.А. и др. «Способ твердофазной десорбции урана». Патент на изобретение, №2219375, г. Москва от 12.03.2002

37.Овсейчук В.А. и др. «Способ разработки совместно залегающих крутопадающих маломощных рудных тел в устойчивых и средней устойчивости породах». Патент на изобретение, №2209972, г. Москва от 10.08.2003 г.

267

38.Овсейчук В.А. и др. «Канатная смазка». Патент на изобретение № 2211857 от 10 сентября 2003 г.

39.Овсейчук В.А., Тюпин В.Н. «Способ получения заданной степени дробления трещиноватого горного массива при групповом взрывании зарядов ВВ». Патент на изобретение № 2239783 от 09. 12.2002 г.

40.Лизункин В.М., Подопригора В.Е., Овсейчук В.А. «Способ разработки сложноструктурных месторождений». Патент на изобретение № 2223401 от 20 февраля 2004 г.

41.Овсейчук В.А. и др. «Способ разработки урановых руд, залегающих в устойчивых породах, подземным выщелачиванием в камерах». Патент на изобретение № 2247834 г. Москва от 10 марта 2005 г.

42.Лизункин В.М., Овсейчук В.А. и др. «Способ подземного выщелачивания крепких упорных руд». Патент на изобретение № 2295032 г. Москва от 10 марта 2007 г.

43.Лизункин В.М., Крылов Е.И. и др. «Исполнительный орган горного комбайна». Патент на изобретение № 2187640. г. Москва от 29.01.2001 г.

44.Порцевский А.К. Выбор рациональной технологии добычи руд. М. МГГУ, 2003.

45.Агошков М.И.,С.С. Борисов, В.А. Боярский. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра, 1970.

46.Овсейчук В.А. Особенности подземной добычи руд радиоактивных металлов. Учебное пособие. Чита: ЧитГТУ, 2000.

47. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных

инерудных месторождений. - М.: Недра, 1983. - 424 с.

48.Баранов А.О. Проектирование технологических схем и процессов подземной добычи руд. - М.: Недра, 1993. - 283 с.

49.Баранов А.О. Расчет параметров технологических процессов подземной добычи руд. - М: Недра, 1985. - 224 с.

50.Баронский И.В., Першим В.В., Баранов Л.В. Строительство и углубка вертикальных стволов. - М.: Недра, 1995. - 249 с.

51.Брюховецкий Я.С., Бунин Ж.В., Ковалев И.А. Технология и комплексная механизация разработки месторождений полезных ископаемых. - М: Недра, 1989. - 300 с.

52.	Грабчак Л.Г., Малышев Ю.Н., Комащенко В.И.,				Федунец Б.И.
Проведение горно-разведочных выработок и			основы	разработки		место
рождений полезных ископаемых. - М.: изд. АГН, 1997. - 575 с.
Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных
месторождений. - М.: Недра, 1984. - 504 с.
53.	Машины и оборудование для	шахт	и рудников:		Справочник		/
С.Х. Клорикьян, В.В. Старичева, М.А. Сребный и др.				- М.: изд.		МГГУ,
1994.-471 с.
54.	Несмотряев В.И., Косьянов В.А. Проведение				горизонтальных
подземных разведочных выработок и камер. - М.: изд. МГГА, 2001.-71 с.
55.	Рогизный В.Ф. Зарядные машины	и устройства		для	рудных	шахт.	-
М.: изд. МГРИ, 1993.-30 с.
56.	Технология строительства подземных сооружений. Специальные способы

строительства/ И.Д. Насонов, В.И. Ресин, М.Н. Шуплик, В.А. Фепокин. - М.: изд. АГН,

1998. - 375 с.

268

57. Холобаев Е.Н. Методические указания и	справочный материал по
расчету шпуровой отбойки руды. - М.: изд. МГГА, 1993.
58. Шахтное и подземное строительство: В	2 т. / Б.А. Картозия,

Ю.Н. Малышев, Б.И. Федунец, М.Н. Шуплик и др. - М.: изд. АГН, 1999. - 607 и 568 с.

269