ОБЩИЕ ДАННЫЕ ОБ ОБЪЕКТЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Дальневосточный федеральный университет

(наименование организации-исполнителя разработки)

Федеральное агентство по науке и инновациям

(наименование предприятия-заказчика)

Начало разработки (год, месяц) 23 мая 2011 года

Окончание разработки (год, месяц) 18 июля 2011 года

Назначение, область применения, краткое описание объекта, его систем и узлов:

Нетронутый породный массив находится в равновесном состоянии. Внутри него существуют поля естественных напряжений вследствие действия сил гравитации (силы тяжести). С глубиной величина естественных напряжений, вызванных давлением налегающих пород, возрастает.

После проведения подземных выработок, в массиве происходит изменение напряженного состояния пород по сравнению с первоначальным состоянием, концентрация напряжения на отдельных участках. Силы, которые проявляются в массиве горных пород после проведения в нем выработок, вызывают деформации горных пород, окружающих выработки, называют горным давлением.

Горное давление проявляется в виде деформации и разрушения массива на контурах выработок, сдвижения в сторону открытого пространства или даже обрушения отдельных, а иногда и значительных объемов пород.

Горные удары, обвалы, внезапные выбросы и другие виды reoдинамических проявлений являются причинами, затрудняющими разработку месторождений полезных ископаемых. Эти процессы порождаются действием в массивах горных пород полей больших механических напряжений, увеличивающихся с глубиной отработки, а также из-за структурных неоднородностей и нарушенности массива и определяются свойствами слагающих его горных пород. В последние годы в районах разработки и добычи полезных ископаемых участились случаи проявления горно-тектонических ударов и техногенных землетрясений, что влечет за собой экономические и человеческие потери. Поэтому проблема оценки изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) массивов горных пород, прогноз и предупреждение удароопасности приобретет особую остроту. Различия в механизмах геодинамических явлений, энергии и степени воздействия на окружающую среду определили различные подходы к оценке напряженно-деформированного состояния (таких массивов и прогнозу динамических явлений в них).

Обеспечение безопасных условий отработки месторождений полезных ископаемых является приоритетным направлением исследований в горных науках (геомеханика, геотехнологии). Минувшие десятилетия отмечены во всем мире устойчивой тенденцией перехода ведения горных работ на большие глубины, что связано с возникновением динамических проявлений горного давления, в том числе, в катастрофической форме. Рост количества и интенсивности этих проявлений, отчетливо наблюдаемый с увеличением глубины разработки месторождений, требует целенаправленных исследований механизмов и особенностей протекания динамических событий в массивах горных пород, связанных с нарушением их равновесного состояния. Эта информация является неотъемлемой для выработки научно обоснованных критериев прогнозирования разрушений в горных массивах, вызванных изменением их напряженно-деформированного состояния при ведении горных работ.

Состояние геологической среды с точки зрения механической устойчивости связано с ее сложным структурно-тектоническим строением. Верхняя часть земной коры характеризуется развитой системой структурных нарушений, которые ограничивают блоки разных уровней. Естественная блочно-иерархическая структура является основным фундаментальным свойством реальных массивов горных пород. Именно это свойство определяет наличие зон пониженной прочности среды и сложный характер деформационных процессов, происходящих в блочной среде в результате естественных геофизических процессов.

В процессе эксплуатации крупных промышленных объектов - рудников и шахт на больших глубинах, карьеров, тел плотин и мест их сопряжения с массивом горных пород (МГП), тоннелей, подземных хранилищ сырья и захоронений химических и ядерных отходов, геотермальных источников, возникают аварии в виде внезапного появления недопустимых деформаций, частичных или общих разрушений. Интенсивный рост объемов добычи полезных ископаемых приводит к тому, что уровень развития горнодобывающей промышленности все в большей степени определяется технологией подземных горных работ, поскольку запасы руд, пригодных для добычи открытым способом, будут в значительной степени исчерпаны. Вместе с тем, геомеханические условия подземной разработки рудных месторождений постоянно усложняются в связи с увеличением глубины добычных работ и, как следствие этого, возрастанием горного давления.

Указанные обстоятельства привели, в частности, к тому, что в последние годы со всей остротой встала проблема непрерывной диагностики состояния массива с целью прогноза и предупреждения горных ударов, являющихся по своей физической сущности техногенными микроземлетрясениями, возникающие на глубоких рудниках вследствие нарушения равновесного состояния массива горными работами. К настоящему времени несколько десятков отрабатываемых рудных месторождений и объектов подземного строительства отнесены к угрожаемым по горным ударам. В ряде случаев горные удары являлись причиной производственного травматизма, приводили к серьезному нарушению нормального ритма и режима предприятия.

Комплексный метод прогноза геодинамических явлений для обеспечения безопасного ведения горных работ, может послужить теоретической и практической базой обеспечения прогноза горных ударов на шахтах и рудниках Российской Федерации и за рубежом.

Руководитель НИР, д. т. н. В.В. Макаров

Руководитель работ, начальник ОИС ДВФУ М.И. Звонарев

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: