Развитие процесса сдвижения при отработке залежей, имеющих склонение по простиранию

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Развитие процесса сдвижения при отработке залежей, имеющих склонение по простиранию

В.В. Перегудов, А.В. Романенко,

В.М. Сидор, Б.Ф. Кучер, Е.М. Николенко

На примере залежей «Восточная - II Восточная - Северная», приуроченных к V железистому горизонту поля шахты «Гвардейская» ПАО «КЖРК», проведен анализ развития зоны сдвижения и конкретизирована методика прогнозирования развития процесса сдвижения у залежей, имеющих склонение по простиранию.

Ключевые слова: разработка месторождений подземным способом, зона сдвижения массива, прогнозирование.

В.В. Перегудов, О.В. Романенко, В.М. Сідор, Б.Ф. Кучер, Е.М. Ніколенко

Державне підприємство "Державний інститут з проектування підприємств гірничорудної промисловості "Кривбаспроект", м. Кривий Ріг, Україна

РОЗВИТОК ПРОЦЕСУ ЗРУШЕННЯ ПРИ ВІДПРАЦЮВАННІ ПОКЛАДІВ, ЩО МАЮТЬ СХИЛЕННЯ ЗА ПРОСТЯГАННЯМ

На прикладі покладів "Східна - II Східна - Північна", приурочених до V залізистого горизонту поля шахти "Гвардійська" ПАТ "КЗРК", проведений аналіз розвитку зони зрушення і конкретизована методика прогнозування розвитку процесу зрушення у покладах, що мають відміну за простяганням.

Ключові слова: розробка родовищ підземним способом, зона зрушення масиву, прогнозування.

V.V. Peregudov, A.V. Romanenko, V.М. Sidor,

B.F. Kucher, E.M. Nicolenko

State enterprise «State institute on designing enterprises of mining industry «Krivbassproekt», Krivoy Rog, Ukraine

DEVELOPMENT of PROCESS of MOVING AT WORKING off BEDS, HAVING DECLENSION ON EXTENDING

On the example of beds "East - II East - North", timed to V to ferrous horizon of the field of mine of household "Gvardeyckaya" the PAO "KZHRK", the analysis of development of zone of moving is conducted and methodology of prognostication of development of process of moving is specified at beds, having declension on extending.

Keywords: working mine, zone of moving of array, prognostication an underground method.

Проблемы и её связь с научными и практическими задачами

Криворожский железорудный бассейн является основным источником природных ресурсов региона. Подземное пространство Кривбасса существенно влияет на техногенную безопасность. Прогнозирование процесса развития сдвижения горных пород от разработки залежей подземным способом крайне важно. По результатам прогноза, заблаговременно принимаются решения о мерах охраны или выносе с зоны подработки объектов промышленности, жилого фонда и природных объектов. Так, расчёты по развитию процесса сдвижения проведенные в 60^х годах прошлого столетия, рекомендовали произвести отселение жителей посёлков им. Ворошилова и им. Розы Люксембург из будущей зоны сдвижения.

Посёлок им. Ворошилова находится в висячем боку поля шахты им. Фрунзе ПАО «ЕВРАЗ Суха Балка». Его подработка прогнозировалась залежами Глееватского простирания в 90^х годах прошлого столетия. Жители были своевременно отселены, их дома снесены, произведена рекультивация территории. Процесс сдвижения от отработки залежей Глееватского простирания локализовался в недрах. Под территорией, ранее занимаемой жилым фондом посёлка пустот нет, сдвижение горных пород не наблюдается, деформации дневной поверхности отсутствуют.

Посёлок им. Розы Люксембург находится в висячем боку шахты «Гвардейская» ПАО «КЖРК». Была спрогнозирована подработка посёлка, и его жильцы были отселены. В настоящее время посёлок не подработан горными работами, деформации дневной поверхности так же отсутствуют.

В обоих случаях, ввиду неточных прогнозов относительно сдвижения горных пород, произошло нерациональное использование средств.

Анализ исследований и публикаций

Системный подход к прогнозу и анализу развития процессов сдвижения горных пород от отработки залежей имеющих склонение по простиранию в Кривбассе не рассматривался.

Постановка задачи

Залежь «Восточная - II Восточная - Северная» представляет собой сложное рудное тело, южная часть которого выходит под наносы. Северная часть представляет собой слепое рудное тело. По мере погружения залежи на север толща налегающих пород над ней возрастает. Залежь имеет северное склонение под углом 70° и западное падение под углом 60°. Требуется определить подход и конкретизировать методику, позволяющую прогнозировать процесс развития сдвижения горных пород.

Изложение материала и результаты

В Правилах … [1] не достаточно освещён вопрос сдвижения для залежей, имеющих склонение по простиранию. Развитие процесса сдвижения в этом случае происходит весьма неожиданно.

Так, при отработке залежи «Восточная - II Восточная - Северная» пятого железистого горизонта (поле шахты «Гвардейская») системами разработки с обрушением пород, развитие процесса сдвижения, по результатам наблюдения, локализовалось в недрах после отработки гор. 712 м. Процессы сдвижения не проявили себя даже после полной отработки гор. 1900 м. При этом северная граница зоны сдвижения соответствует отработке залежи до 210 оси, рисунок 1.

Рисунок 1 - Проекция на вертикальную плоскость залежей приуроченных к пятому железистому горизонту поля шахты «Гвардейская»

Таким образом, залежь по проявлению процесса сдвижения условно можно разделить на два участка - Южный и Северный, граница между которыми проходит по 210 оси. Южный участок залежи выходит под наносы и этим определяется степень проявления процесса сдвижения на нём. По проявлению процессов сдвижения залежь может относится к группе III или II.

На Северном участке залежи возможно проявление процессов сдвижения присущих как залежам, относящихся к группе II, так и к группе I.

Согласно Правил [1], залежи относятся к различным группам, элементы залегания которой удовлетворяют неравенство:

к группе I - ; (1)

к группе II - ; (2)

к группе III - , (3)

где h - высота области сдвижения горных пород от верхней границы выработанного пространства, определяемая по формуле:

h = k·L,² (4)

L - пролет выработанного пространства, то есть меньший из двух его размеров в плоскости залежи; L_пр - пролёт по простирании; L_пад - пролёт по падению;

в случае, если два различных пролёта отличаются между собой менее чем в два раза, эквивалентный пролёт вычисляется как:

, (5)

k - коэффициент, характеризующий устойчивость подрабатываемого массива; Н_В - глубина от контакта коренных пород с наносами до верхней границы выработанного пространства; Н - глубина от контакта коренных пород с наносами до нижней границы выработанного пространства;

Проявление процесса сдвижения для залежей, относящихся к группе I, сопровождается формированием в недрах устойчивого свода. При этом минимальный пролёт L принимается по паданию.

Таким образом, процесс сдвижения залежи вдоль северного контакта, будет развиваться аналогично залежам группы I.

Для участка залежи группы III, во избежание не верного представления о развитии процесса сдвижения, целесообразно применять размер очистного пространства по простиранию, ограниченный 210 осью. Данный подход соответствует фактически проявившимся процессам сдвижения при отработке залежи горизонта 712 м.

Для определения параметров сдвижения, произведём набор исходных данных отдельно для Южного и Северного участков залежи и произведём их анализ, таблицы 1, 2.

сдвижение залежь склонение простирание

Таблица 1. Исходные данные и анализ развития процесса сдвижения горных пород с понижением горных работ для Южного участка залежи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

В результате анализа развития процесса сдвижения Южного участка залежи, сведенного в таблицу 1, следует отметить:

1. С понижением горных работ эквивалентный пролёт для горизонтов 712 и 792, а для остальных - пролёт по простиранию (т.к. L_пр=L) уменьшается.

2. В связи с уменьшением пролёта, по мере понижения горных работ, имеет место и уменьшение высоты области сдвижение h.

3. Залежь на горизонтах 712 и 792 отнесена к группе III в соответствии с формулой 3:

или 470>414 для горизонта 712 м

или 444>438 для горизонта 792 м.

Проанализировав величину k, полученную эмпирически, установлено, что для того чтобы после отработки горизонта 792 м, процесс сдвижения локализовался в пределах ранее нарушенного массива, достаточно чтобы коэффициент k был на 5% меньше и равнялся 0,0038. Погрешность в 5% - это великолепный результат.

На рисунке 1 изображены области сдвижения Северного участка залежи от четырёх горизонтов. Они получены после соединения точек отложенных от верхней границы залежи вверх на величину h соответственной оси для данного горизонта. Величина области сдвижения h взята из таблицы 2.

В результате анализа развития процесса сдвижения Северного участка залежи сведенного в таблицу 2 следует отметить, что при отработке горизонтов 1270м и ниже, зона сдвижения приобретёт своё развитие от 220 до 230 оси. Сдвижение произойдёт неполное, как у залежи, относящейся к группе II.

Выводы и рекомендации

Предложенный подход к набору и обработке исходных данных для анализа развития процесса сдвижения дал положительный результат относительно ранее проведенных горных работ, что позволяет предположить надёжность такого подхода и при прогнозировании будущих событий.

С дальнейшим понижением горных работ, процесс сдвижения на земной поверхности найдёт своё отражения после отработки горизонта 1270 м, с понижение горных работ процесс сдвижения будет развиваться на север от 220 до 230 оси в районе проекций залежей на земную проекцию.

Углы 60° по падению и 70° по склонению не достаточно крутые чтобы в результате получать уверенный перепуск пород с вышележащих на нижележащие горизонты. Истинный угол наклона выработанного пространства составит 55,7°. В северной части залежи происходит процесс накапливания пустот.

Полученные результаты имеют важное значение для повышения техногенной безопасности и могут быть использованы при прогнозировании сдвижения земной поверхности в Кривбассе.

Перечень ссылок

1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных разработок в Криворожском железорудном бассейне - Л.: Изд-во ВНИМИ, 1975. - 67 с.

2. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных разработок в Криворожском железорудном бассейне - Л.: Изд-во ВНИМИ, 1968. - 71 с.

1. Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке рудных залежей Криворожского бассейна / К.К. Бойчук, А.Л. Монахов, В.Н. Романенко, А.В. Сазонов. В кн.: IХ международный конгресс по маркшейдерскому делу, Чешская республика, Прага. 18-22 июня 1994г. - С. 542-544.

Размещено на Allbest.ru