- •1. Горное давление и устойчивость крепи горных выработок
- •2. Факторы, определяющие устойчивое состояние выработок.
- •3. Свойства руд и пород хибинских апатито-нефелиновых месторождений.
- •Классификация пород и руд апатито-нефелиновых месторождений по устойчивости
- •4. Формы проявления горного давления и определение категории состояния горных выработок.
- •5. Способы управления устойчивостью горных выработок
- •5. Устойчивость незакрепленных и закрепленных горных выработок.
3. Свойства руд и пород хибинских апатито-нефелиновых месторождений.
Решение вопроса о необходимости крепления горных выработок (выбор типа, вида, параметров и т.д. крепи) основывается на оценке их устойчивости, которая может быть обеспечена использованием собственной несущей способности окружающих выработку пород за счет увеличения их прочности на изгиб и растяжение путем применения различных типов крепей. Рассмотрим характеристику устойчивости горных пород и выработок на примере апатито-нефелиновых месторождений Кольского полуострова.
Инженерную оценку устойчивости и безопасной эксплуатации выработок на рудниках Хибинского массива проводится на основе критериев, учитывающих геологические характеристики массива пород (прочность, трещиноватость пород, напряженное состояние – первичные факторы) и горнотехнические условия проходки и эксплуатации выработок (изменение конфигурации очистных пространств, взрывные работы, различные операции технологических циклов – вторичные факторы). Вторичные факторы сказываются в изменении свойств пород по прочности, по интенсивности трещиноватости, устойчивости и в изменении напряженного состояния.
Прочность пород.
По прочности на сжатие ( ) породы и руды месторождений Хибинского массива подразделяются на 6 категорий (табл. 1).
Трещиноватость пород.
По интенсивности мелкоблоковой трещиноватости ( ) вмещающие породы и руды месторождений Хибинского массива подразделяются на пять категорий (табл. 2). Отнесение пород к той или иной категории по трещиноватости производится на основании данных геологической службы рудников, определяемой по методике.
Устойчивость пород и руд.
Исходя из классификации руд и пород по прочности (табл. 1) и интенсивности трещиноватости (табл. 2), категория устойчивости пород и руд определяется по табл. 3.
Особенностью руд и пород хибинских апатито-нефелиновых месторождений в пределах разрабатываемых глубин является отсутствие смещений на контуре горных выработок, проявлений пластичности, ползучести пород, при которых происходит уменьшение сечений выработок (как, например, на железорудных месторождениях Кривого Рога). Поэтому подход к определению устойчивости пород по величине смещений на контуре выработки за весь срок ее службы без крепи для условий подземных апатитовых рудников не приемлем.
Таблица 1
Классификация пород и руд по прочности
Категория |
Качественная характеристика Геологическая разновидность породы |
Содержание Р2О5,% (апатита, %) |
Предел прочности при одноосном сжатии , МПа |
I |
В высшей степени крепкие породы. Жильные и дайковые породы, титано-магнетитовые гнезда, жильные фации нефелиновых сиенитов |
|
260 |
II |
Очень крепкие породы Пегматиты, сиениты (хибиниты, рисчорриты, лявочорриты, фойяиты), малиньиты, неравномернозернистые полевошпатовые уртиты, крупнозернистые луявриты, среднезернистые ийолит-уртиты, мельтейгиты, массивные уртиты, полевошпатовые ийолит-уртиты |
|
170-260 |
III |
Крепкие породы Руды бедной зоны и вмещающие, обогащенные апатитом, крупнозернистые (блоковые) уртиты, сфеновые ийолиты, ийолиты с апатитом, сетчатые руды, бедные брекчии, блоковые руды, линзовидно-полосчатые руды |
15% (40%) |
120-170 |
IV |
Породы средней крепости Линзовидно-полосчатые руды, мелкоблоковые руды, сфено-апатитовые породы, богатые брекчии с густопятнистым цементом. Руды богатой зоны: пятнистая, полосчатая, пятнисто-полосчатая. Метасоматические измененные породы |
15% (40%) |
70-120 |
V |
Слабые породы Все разновидности пород в переходных зонах к окисленным породам |
|
20-70 |
VI |
Очень слабые породы Все разновидности пород в раздробленных и разрушенных окисленных зонах |
|
20 |
Таблица 2
Классификация пород и руд апатито-нефелиновых
месторождений по интенсивности
трещиноватости
Категория
Качественная характеристика пород
и руд по трещиноватости
Интенсивность трещиноватости
,
шт./пог.м
I
Монолитные
1
II
Слаботрещиноватые
2-5
III
Среднетрещиноватые
6-10
IV
Сильнотрещиноватые
11-15
V
Раздробленные и перемятые
(разрушенные)
15