Параметрическое обеспечение геомеханической оценки состояния водозащитной толщи
Оценка безопасных условий подработки водозащитной толщи месторождения, отделяющей продуктивные пласты калийных солей от водоносных горизонтов, в горно-геологических условиях, математическое моделирование развития геомеханических процессов во времени.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.04.2019 |
| Размер файла | 80,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ВОДОЗАЩИТНОЙ ТОЛЩИ
И.С. Ломакин
Одной из задач безопасного ведения горных работ на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей является обеспечение сплошности водозащитной толщи (ВЗТ), отделяющей продуктивные пласты калийных солей от водоносных горизонтов.
Оценка безопасных условий подработки ВЗТ в сложных горно-геологических условиях основывается на математическом моделировании развития геомеханических процессов во времени.
Решение задачи проводится в упругопластической постановке. Это позволяет непосредственно на стадии численной реализации локализовывать области пластических деформаций, которые в физическом смысле трактуются как зоны формирования техногенной нарушенности пород ВЗТ вследствие образования трещин сдвига. Условием реализации пластического режима, является выполнение неравенства:
, (1)
где касательное и нормальное напряжения вычислялись для субвертикальных направлений.
Учет фактора времени базируется на реологическом подходе, основанном на математическом описании прогнозных графиков нарастания оседаний земной поверхности [1].
В рамках линейной теории наследственной вязкоупругости принимается, что вертикальные смещения дневной поверхности изменяются во времени, согласно соотношению:
(2)
где - упругие смещения, связанные с формированием выработанного пространства; - функция влияния напряжения в момент времени на деформацию в момент времени t, - функция ползучести. Поскольку реальные графики нарастания оседаний определяются разностью полных и упругих смещений, то:
(3)
В этом случае функция ползучести определяется фактическими или прогнозными графиками нарастания оседаний земной поверхности.
На текущий момент времени функция ползучести оценивается с использованием реальных графиков нарастания оседаний земной поверхности согласно соотношению:
, (4)
где значения соответствуют данным маркшейдерских наблюдений.
Построение прогнозных графиков нарастания оседаний земной поверхности осуществляется согласно действующему нормативному документу [2]:
, (5)
где (m - вынимаемая мощность, - коэффициент извлечения с пласта); ( - заданный период времени в годах), - параметры аппроксимации, причем , где С - степень нагружения междукамерных целиков
В рамках такого параметрического обеспечения реологических расчетов часто возникает несоответствие между прогнозными оценками нарастания оседаний во времени и фактическими данными. В этом случае, путем варьирования предела прочности на сжатие, корректируется расчетная степень нагружения междукамерных целиков и достигается достаточное согласование между прогнозными и фактическими графиками нарастания оседаний земной поверхности.
Рис. 1. График нарастания оседаний земной поверхности для Rp28
В качестве иллюстрации такой ситуации на рис.1 показан график нарастания оседаний земной поверхности для Rp28, расположенного в центральной части опытно-экспериментальной панели (ОЭП) рудника БКПРУ-4. Здесь же приведен соответствующий прогнозный график, построенный для расчетной степени нагружения междукамерных целиков пластов В (С=0,22), АБ (С=0,24), КрII (С=0,20). Как видно, фактические оседания земной поверхности превышают прогнозные более чем в 3 раза. Для согласования фактических и прогнозных данных изменялась расчетная степень нагружения междукамерных целиков пластов В, АБ, КрII. Результаты анализа показали, что при С=0,32 для пласта В, С=0,35 для пласта АБ, С=0,30 для пласта КрII обеспечивается соответствие фактических и прогнозных (кривая 3 на рис. 1) оседаний земной поверхности. Новые расчетные степени нагружения свидетельствуют о снижении прочности пород сильвинитовых пластов. Осредненные оценки предела прочности по отношению к стандартным величинам приведены в табл. 1. Здесь же представлены экспериментальные значения предела прочности, определенные по результатам лабораторных испытаний. Как видно, экспериментальные данные достаточно хорошо согласуются с расчетными оценками.
Таблица 1
|
Пласт |
Предел прочности на сжатие , МПа |
|||
|
Стандартные значения |
Оценочные значения |
Экспериментальные значения |
||
|
В |
19 |
13 |
14 |
|
|
АБ |
19 |
13 |
15 |
|
|
Кр II |
23 |
16 |
20 |
Откорректированные значения степени нагружения целиков и прочностных характеристик использовались в дальнейших геомеханических расчетах. Для условий ОЭП оценка безопасных условий подработки ВЗТ заключалась в критериальном анализе ее напряженно-деформированного состояния с учетом выделенных, по результатам сейсморазведочных работ, аномальных зон. месторождение водозащитный геомеханический
На рис. 2 представлены прогнозные зоны субвертикальной трещиноватости на конец процесса сдвижения, построенные с использованием критерия горизонтальных деформаций растяжения.
Рис. 2. Прогнозные зоны субвертикальной нарушенности ВЗТ
Основная область техногенной нарушенности приурочена к верхней части ВЗТ в районе западной границы ОЭП. В целом, в пределах расчетного разреза сохранность ВЗТ обеспечивается.
Таким образом, рассмотренный подход к параметрической настройке геомеханической модели по данным наблюдений за сдвижением земной поверхности позволяет повысить достоверность оценок состояния ВЗТ.
Список литературы
1. Барях А.А. Об одном подходе к реологическому анализу геомеханических процессов / А.А. Барях, Н.А. Самоделкина // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2005. - №6. - С. 32-41.
2. Указания по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей: технолог. регламент / ВНИИГ. - СПб., 2008. - 88 c.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Оценка характера и режима водоносных горизонтов для принятия действенных мер по дренированию горных выработок на основе анализа имеющихся данных гидрогеологической разведки и расчета показателей. Определение инженерно-геологических условий месторождения.
курсовая работа [61,8 K], добавлен 26.11.2009Характеристика горно-геологических условий разработки участка детальной разведки Верхнекамского месторождения калийных солей. Подсчет запасов сильвинитовой руды и хлористого калия на шахтном поле. Обеспеченность калийного рудника минеральным сырьем.
курсовая работа [36,7 K], добавлен 15.07.2012Анализ горно-геологических условий калийных месторождений и горнотехнических условий добычи калийных руд. Проект поддержания мощности и увеличения объёмов добычи минерального сырья на месторождении. Проектирование панели и очистных работ в лаве.
дипломная работа [240,5 K], добавлен 06.04.2012Общая характеристика "ОАО Апатит". Анализ горно-геологических и геомеханических свойств месторождения. Знакомство с классификацией пород и руд апатито-нефелиновых месторождений по интенсивности трещиноватости. Особенности схемы вскрытия месторождения.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 03.05.2014Анализ горно-геологических и горнотехнических условий месторождения. Механизация очистной выемки и нагрузка на забой. Подготовка шахтного поля и разработка угольных пластов. Группирование пластов по очередности отработки и определение нагрузки на пласты.
курсовая работа [606,2 K], добавлен 18.02.2013Распространение подземных вод на территории Украины. Физико-географическое и гидрогеологическое описание, инженерно-геологическое строение Припятско-Днепровского региона. Характеристика водоносных горизонтов, основные закономерности их формирования.
курсовая работа [62,7 K], добавлен 08.06.2013Геологическая характеристика и анализ состава минералов Верхнекамского месторождения калийных солей. Определение соотношения чисел минералов разных химических элементов. Описание минералов-микропримесей нерастворимого остатка соляных пород месторождения.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 27.06.2015Разработка Вынгаяхинского месторождения газа. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза. Основные параметры сеноманской продуктивной толщи. Проницаемость и начальная газонасыщенность. Конструкция фонтанных подъемников и оборудование скважин.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 10.05.2015Разработка газовых месторождений. Геолого-техническая характеристика месторождения. Продуктивные пласты и объекты. Состав газа Оренбургского месторождения. Обоснование конструкций фонтанных подъемников. Выбор диаметра и глубины спуска фонтанных труб.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 14.08.2012Современное состояние производства калийных удобрений в России. Геологическая структура месторождения калийных солей, минеральный состав промышленных пластов. Использование подземного (шахтного) способа добычи руды, изучение оборудования для ее доставки.
отчет по практике [937,1 K], добавлен 26.06.2012Характеристики бассейна, структура морского Штокмановского газоконденсатного месторождения. Основные характеристики продуктивной толщи. Геологический разрез отложений Штокмановско-Лунинской мегаседловины. Разработка Штокмановского месторождения.
реферат [1,4 M], добавлен 30.10.2013Геологическая характеристика Приобского месторождения: строение, нефтеносность, продуктивные пласты, водоносные комплексы. Основные технико–экономические показатели разработки Приобского месторождения. Применяемые методы увеличения нефтеотдачи пластов.
курсовая работа [120,4 K], добавлен 23.07.2011Проект разработки Рыборецкого месторождения кварцито-песчаников: вскрытие и отработка горизонтов карьера, обеспечение устойчивости бортов, расчёт и подбор необходимого горно-транспортного оборудования; схема комплексной механизации производства щебня.
дипломная работа [678,4 K], добавлен 15.05.2012Изучение опасных экзогенных геологических процессов и их динамики в пределах территории курорта Роза-Хутор. Геологическое строение и тектоника района. Оценка изменения динамики экзогенных геологических процессов в условиях повышенной техногенной нагрузки.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 30.12.2014Оценка горно-геологических условий месторождения. Выбор схемы вскрытия и системы разработки. Технологические процессы добычи. Расчет параметров струи, эрлифта. Добычные скважины, гидродобычная установка. Подземное оборудование, трубопроводы напорные.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 17.12.2014Геолого-физические характеристики эксплуатационных объектов ОАО "Томскнефть" ВНК: продуктивные пласты и их основные параметры, состояние разработки, схема сбора и подготовки продукции скважин. Транспортировка товарной нефти. Модификации насосов.
практическая работа [924,6 K], добавлен 01.11.2013Выбор и обоснование системы разработки для отработки нижних горизонтов Орловского рудника. Вскрытие, подготовка и система разработки. Горно-механическая часть содержит вопросы выбора самоходного и подъемного оборудования, водоотлива и вентиляции.
дипломная работа [122,0 K], добавлен 07.09.2010Геологическое строение Ставропольского россыпного района и Бешпагирского титан-циркониевого месторождения, полезные ископаемые. Литолого-стратиграфическое строение разреза продуктивной толщи. Особенности химического состава цирконов из россыпей участка.
курсовая работа [892,1 K], добавлен 17.10.2013Классификация водоносных горизонтов. Состав и гидрогеологические свойства пластов водопроницаемых горных пород. Условия залегания водоносной породы. Изучение и учет дебита источников из горных выработок в районах развития склоновых процессов, карста.
реферат [35,5 K], добавлен 08.12.2014Общие сведения о Приобском месторождении, его геологическая характеристика. Продуктивные пласты в составе мегакомплекса неокомских отложений. Свойства пластовых жидкостей и газов. Причины загрязнения призабойной зоны пласта. Виды кислотных обработок.
курсовая работа [132,0 K], добавлен 06.10.2014
