способ разгрузки напряженно-деформированного состояния массива при подземной разработке полезных ископаемых удароопасных месторождений
Классы МПК: | E21F5/00 Способы и средства для предотвращения образования пыли, для связывания, осаждения или удаления пыли; предотвращение взрывов или рудничных пожаров |
Автор(ы): | Курленя М.В., Еременко А.А., Опарин В.Н., Еременко В.А. |
Патентообладатель(и): | Институт горного дела СО РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-11-21 публикация патента:
10.12.1997 |
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при проектировании и разработке месторождений, склонных к горным ударам. Способ разгрузки напряженно-деформированного состояния массива при подземной разработке полезных ископаемых удароопасных месторождений включает определение протяженности тектонических нарушений и величину напряжений, взрывание массива горных пород с различными интервалами замедлений. Новым является то, что после определения протяженности тектонических нарушений и величин напряжений последовательно взрывают в массиве заряды ВВ различной массы и определяют местоположение контактов геологических структур после каждого взрыва по формуле. 1 табл., 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ разгрузки напряженно-деформированного состояния массива при подземной разработке полезных ископаемых удароопасных месторождений, заключающийся в том, что определяют протяженность тектонических нарушений и величину напряжений, в массиве горных пород образуют взрывные скважины, заряжают их взрывчатым веществом и производят взрывы с различными интервалами замедлений, отличающийся тем, что после определения протяженности тектонических нарушений и величин напряжений в массиве горных пород последовательно взрывают разнесенные в массиве заряды взрывчатых веществ различной массы и определяют местоположение контактов геологических структур после каждого взрыва по формулегде приведенные расстояния от эпицентра взрывов до очагов динамических явлений,
координаты i-го динамического явления;
энергия i-го динамического явления, зарегистрированного в промежутке времени [t-,t] после заданного взрыва с координатами центра (x0, y0, Z0) в декартовой системе координат в момент to(t to + ), а функция (t) определяется соотношением
(x) = 1,x, xx = 00 .е
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проектировании и разработке месторождений, склонных к горным ударам. Известны способы разработки удароопасных месторождений (см. а.с. N 1370257, 1689643, 1803565), в соответствии с которыми в горном массиве сдвижение тектонических блоков производят взрыванием зарядов ВВ взрывные скважины бурят в границах дайковых тел с их противоположных сторон, массу зарядов ВВ выбирают в соответствии с энергией сейсмической энергии динамических явлений. Недостатком данных способов является то, что возникает необходимость детального исследования влияния масштабов взрывов на процесс распределения динамических явлений в массиве горных пород для повышения безопасности работ в районах тектонических нарушений. Наиболее близким к предполагаемому способу является способ (а.с. N 1705593), в соответствии с которым массу ВВ выбирают в соответствии с протяженностью тектонических нарушений и интервалами замедлений. Недостатком этого способа является то, что не устанавливаются местоположения контактов геологических структур и тектонических нарушений при производстве взрывов. В изобретении поставлена техническая задача по определению местоположения контактов геологических структур, позволяющих делать заключение о характере перераспределения динамических явлений в массиве горных пород вокруг полостей, образующихся от промышленных взрывов. Техническая задача решается следующим образом: после определения протяженности тектонических нарушений и величин напряжений в массиве горных пород образуют взрывные скважины, заряжают их BB и производят взрывы с различными интервалами замедлений, последовательно взрывают разнесенные в массиве заряды BB различной массы, а местоположение контактов геологических структур определяют после каждого взрыва по формуле:где
ri приведенные расстояния от эпицентра взрывов до очагов динамических явлений;
ri [(xi x0)2 + (yi - y0)2 + (zi z0)2]1/2 (xi, yi, zi) координаты i-го динамического явления;
Ei энергия i-го динамического явления, зарегистрированного в промежутке времени [t-,t] после заданного взрыва с координатами центра (x0, y0, z0 в декартовой системе координат в момент to(t to + ). Функция (t) определяется соотношением:
(x) = 1,x, xx = 00
Последовательно взрываемые разнесенные в массиве заряды BB различной массы позволяют определять местоположения контактов геологических структур и делать заключение о характере перераспределения НДС массива. На фиг. 1 изображено в плане шахтное поле; на фиг. 2 график изменения приведенных расстояний от эпицентров взрывов до очагов динамических явлений во времени. Предполагаемый способ реализуется следующим образом. Предварительно оценивают напряженное состояние горного массива (1, 2) в районе шахтного поля 1. В системах регионального контроля за деструктивными проявлениями горного давления важное место принадлежит шахтным микросейсмическим наблюдениям. Задачей таких наблюдений является прогнозирование удароопасной ситуации с целью, своевременного принятия мер по обеспечению безопасного режима работы горнодобывающих предприятий. При производстве промышленных взрывов с различной массой BB 2 большая доля энергии передается геологическим структурам 3 различного иерархического уровня, приводя последние в движение, а также обуславливая появление индуцированной сейсмоактивности блочных сред. Последнее обстоятельство приводит к тому, что лоцируемые источники динамических явлений 4 различного энергетического уровня имеют высокую корреляционную связь с границами соударяемых геоблоков соответствующего ранга 5. Особенно четко эта связь наблюдается по мере углубления отрабатываемых горизонтов залежей полезных ископаемых. Так, например, для Таштагольского железорудного месторождения с ярко выраженной блочной структурой типа вложения, находящегося в Алтае-Саянском регионе повышенной сейсмической активности, динамические явления 4 наблюдаются с глубины 300 м в форме стреляний, а с глубины 600 м толчков, микроударов и горных ударов. При производстве промышленных взрывов 2 с сейсмической энергией 106 108 Дж динамические явления 4, индуцированные взрывами, происходят в основном на расстояниях (30)-(760) м от эпицентра взрывов в интервале времени от 1 мин до 128 ч и более с энергией, изменяющейся в пределах 102 109 Дж. На фиг. 2 иллюстрируется типичный характер изменения во времени (t) приведенного расстояния от эпицентра взрыва до очагов динамических явлений (на примере технологического блока N 17, этаж (-210)-(-280) м) в соответствии с предложенной формулой для 5 r и шагом дискретизации по t, равным t Из графика следует, что динамические явления 4 удаляются от эпицентра взрыва 2 до окрестности контактов геологических структур 3 и возвращаются к "исходным" позициям (таблица). Предложенная формула по определению местоположения контактов геологических структур позволяет делать заключение о характере перераспределения динамических явлений в массиве горных пород вокруг полостей, образующихся от взрывов. ri [(xi x0)2 + (yi - y0)2 + (zi z0)2]1/2
(xi, yi, zi координаты i-го динамического явления;
Ei энергия i-го динамического явления, зарегистрированного в промежутке времени [t-,t] после заданного взрыва с координатами центра (x0, y0, z0) в декартовой системе координат в момент to(t to+). Функция (x) определяется соотношением:
(x) = 1,x, xx = 00
Класс E21F5/00 Способы и средства для предотвращения образования пыли, для связывания, осаждения или удаления пыли; предотвращение взрывов или рудничных пожаров