Домашняя • Вверх • Обратная связь • Оглавление • Форма поиска

Услуги

Плакаты

Нормативная документация

Как заказать плакат

5. ТИПОВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

О СЛУЖБЕ (ПОДЗЕМНОМ УЧАСТКЕ) ПРОГНОЗА И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГОРНЫХ УДАРОВ

Общая часть

1. Служба прогноза и предотвращения горных ударов (СППГУ) является подземным структурным подразделением шахты (рудника, ШСУ, рудоуправления, производственного объединения) и обеспечи­вает выполнение работ по оценке степени удароопасности участков массива горных пород, выполнению мероприятий по предотвращению горных ударов. Структура и состав службы ППГУ определяется предприятием.

2. Служба ППГУ возглавляется начальником и подчиняется главному инженеру предприятия, шахты, треста, ШСУ (председате­лю Комиссии) или его заместителю по горным ударам.

3. Начальник службы прогноза и предотвращения горных уда­ров руководит проведением прогноза и оценкой степени удароопас­ности участков массива горных пород и горных выработок, выпол­нением рекомендаций по безопасному ведению горных работ на удароопасных участках и осуществлением контроля -за внедрением разработанных рекомендаций и мероприятий в практику горных работ, а также контролем эффективности мер борьбы с горными ударами.

4. Разработка рекомендаций по безопасному ведению горных работ осуществляется на основе горно-экспериментальных работ, в строгом соответствии с требованиями правил безопасности.

5. Работа службы ППГУ выполняется в соответствии с планом, согласованным с институтом, ведущим исследования горных ударов на данном месторождении (или с ВНИМИ) и утвержденным глав­ным инженером предприятия (шахты, рудника).

6. Начальником СППГУ, руководителем группы прогноза и пре­дотвращения горных ударов назначается горный инженер, имеющий стаж подземной работы не менее трех лет.

7: В своей работе СППГУ руководствуется Инструкцией, Ука­заниями, Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом, ЕПБ при ведении взрывных работ и данным Положением.

8. ИТР и служащие СППГУ назначаются и освобождаются от должности приказом директора производственного объединения (ШСУ, рудоуправления) по представлению руководства СППГУ.

9. Предписания руководителя СППГУ обязательны для всех начальников участков и служб, ответственных за организацию и без­опасное ведение подземных горных работ.

10. Если на предприятии создана система непрерывного прогноза и контроля напряженного состояния массива горных пород, то персо­нал, обслуживающий эту систему, является составной частью службы ППГУ и подчиняется непосредственно ее начальнику*. Научно-методическое руководство сейсмостанцией осуществляет ВНИМИ.

Основные задачи и функции

11. Основной задачей СППГУ являются работы по прогнозу степени удароопасности участков выработок и предотвращению горных ударов, а также оценка эффективности выполненных мер по предотвращению горных ударов, выявление причин возникнове­ния горных ударов, разработка мер их предотвращения. Задачами СППГУ также являются:

проведение регионального прогноза удароопасности шахтных полей с целью выявить удароопасные участки и разработать меро­приятия по безопасному ведению горных работ;

осуществление контроля за соблюдением требований Инструкции, Указаний и решений Комиссии;

разработка проектов по предотвращению горных ударов, прове­дение горно-экспериментальных работ, испытание и внедрение новых методов прогноза и способов предотвращения горных ударов.

12. Кроме того, служба ППГУ выполняет следующее:

обобщает накопленный опыт;

участвует в исследованиях по проблеме прогноза и предотвра­щения горных ударов;

осуществляет взаимодействие с научными организациями;

ведет документацию по вопросам горных ударов;

участвует в разработке календарных и перспективных планов развития горных работ и проектов вскрытия, подготовки и отработки месторождения;

участвует в составлении проектов на отработку блоков (пане­лей) и паспортов проведения выработок на участках, угрожаемых н опасных по горным ударам;

осуществляет контроль за выполнением мероприятий по предот­вращению горных ударов.

13. СППГУ выполняет работы (с привлечением специализиро­ванных организаций) по определению механических, физических, структурных и других характеристик горных пород и руд в образцах и массиве,  характеризующих их склонность к накоплению потен­циальной энергии и хрупкому разрушению.

* Если на предприятии нет общей службы ППГУ. то у казанный персонал подчи­няется непосредственно главному инженеру предприятия  или его заместителю.

14. СППГУ собирает и анализирует информацию о следующем:

напряженно-деформированном состоянии;

признаках удароопасности и горных ударах;

механических и физических свойствах горных пород;

особенностях поведения горных пород в зонах повышенного горного давления, а также у тектонических нарушений;

эффективности принятых мер  предотвращения  горных ударов;  

своевременности разработки и внедрении мероприятий по безо­пасному ведению горных работ на удароопасных участках.

15. Участвует в составлении проектов замерных станций, их оборудовании и ведении наблюдений.

16. Изучает предложения по вопросам безопасной отработки удароопасных месторождений. Разрабатывает рекомендации по ис­пользованию результатов анализа.

17. Проверяет исправность, правильность эксплуатации и теку­щего ремонта приборов. Составляет заявки на оборудование, прибо­ры и материалы.

Взаимоотношения с другими подразделениями рудника и сторонними организациями

18. Служба ППГУ работает в контакте с маркшейдерскими и геологическими службами предприятия. По распоряжению глав­ного инженера предприятия отдельные виды работ, необходимые для выполнения задач и функций службы ППГУ, производят указан­ные отделы и участки.

19. Научно-методическое руководство работами службы ППГУ осуществляет институт, ведущий исследования горных ударов на данном месторождении, или ВНИМИ.

20. В конце календарного года начальник службы ППГУ сос­тавляет отчет о деятельности службы. Отчет утверждает председа­тель Комиссии или его заместитель.

Обязанности, права и ответственность

21. Руководители службы (участка) ППГУ и ее подразделений обязаны:

знать технологию горных работ рудника (шахты); обучать персо­нал службы (участков) правилам безопасного производства горных и экспериментальных работ;

выдавать справки и отчеты о проделанной работе и ее результатах по указанию главного инженера предприятия или вышестоящей организации;

по законченным исследовательским и горно-экспериментальным работам составлять отчеты с обобщениями, выводами, практическими рекомендациями по безопасному ведению горных работ и предло­жениями для их внедрения;

подготавливать материалы к заседаниям Комиссии;

составлять квартальные и годовые отчеты-информации о выпол­ненных работах;

делать сообщения и доклады по результатам работы и популяри­зации методов безопасного ведения горных работ в удароопасных условиях для ИТР и рабочих предприятий;

проводить инструктаж персонала службы и участков по прави­лам безопасности при ведении горных работ и проверять знание этих правил;"

повышать свою квалификацию путем самостоятельного изучения литературы, систематического обмена опытом со службами прогноза и предотвращения горных ударов на других предприятиях.

22. Руководитель службы ППГУ имеет право:

требовать от подразделений рудника, шахт. ШСУ обязательного выполнения мероприятий по безопасности ведения горных работ на удароопасных участках и совершенствования мер борьбы с гор­ными ударами;

приостанавливать горные работы на удароопасных участках при невыполнении противоударных мероприятий и ставить в известность руководство предприятия (шахты, ШСУ);

принимать участие в рассмотрении вопросов проведения горно-экспериментальных и исследовательских работ, направленных на разработку методов прогноза и способов борьбы с горными ударами.

23. Руководитель службы (участка) ППГУ несет ответственность за следующее:

осуществление контроля за выполнением утвержденного плана мероприятий по предотвращению горных ударов и внедрение реко­мендаций;

состояние, ведение и хранение документации по проводимым работам;

своевременность выполнения указаний и распоряжений выше­стоящего технического руководства и решений Комиссии;

выполнение работ по прогнозу степени удароопасности участков месторождения, соответствие применяемых мер предотвращения горных ударов горно-геологическим условиям, а также за своевре­менную оценку их эффективности;

создание безопасных условий при горно-экспериментальных и исследовательских работах по прогнозу и предотвращению горных ударов;

выполнение требований нормативных документов по прогнозу и предотвращению горных ударов.

24. Возложение на работников СППГУ функций, не связанных с выполнением задач, определенных настоящей Инструкцией, Ука­заниями и решениями Комиссии, запрещается.

6. ПОЛОЖЕНИЕ О СОСТАВЛЕНИИ «УКАЗАНИЙ ПО БЕЗОПАСНОМУ

 ВЕДЕНИЮ ГОРНЫХ РАБОТ А МЕСТОРОЖДЕНИИ, СКЛОННОМ К ГОРНЫМ УДАРАМ» (к п. 8)

1 Указания должны содержать следующие разделы: титульный лист прилагается), аннотацию, введение, общие положения, методы прогноза удароопасности участков массива горных пород и горных выработок их приведения в неудароопасное состояние.

В Указаниях не должны повторяться положения настоящей Инструкции.

2 Введение содержит краткою геологическую и горно-техническую характеристику месторождения, его особенностей, достиг­нутых глубин разведанности, вскрытия и разработки, перспективу развития горных работ; характеристику тектоники, результатов геодинамического районирования, блочного строения и трещиноватости, напряженного состояния нетронутого массива.

3. Во введении приводятся сведения об удароопасности пород, глубине горных работ, с которой месторождение отнесено к угро­жаемым или опасным по горным ударам.

4. В разделе «Общие положения» должна быть четко отражена организация работ с указанием подчиненности и ответственности лиц по прогнозу и контролю удароопасности, а также по осуществле­нию мер предотвращения горных ударов и контролю их эффектив­ности. Необходимо отразить порядок проведения обучения и инструк­тажа горняков.

При необходимости в этом разделе может быть представлена характеристика горных ударов, других динамических явлений, пре­дупредительных признаков, отражающих специфику геологических условий и технологии отработки месторождения.

5. В разделе «Прогноз удароопасности участков массива гор­ных пород и горных выработок» должно быть отражено:

кем выполняются работы", каким структурным подразделением, организация работ, ответственность, отчетность.

классификация участков массива горных пород и руд по степени удароопасности;

места проведения прогноза и его периодичность;

методы и технические средства для прогноза степени удароопас­ности (с номограммами определения категорий удароопасности);

основные рекомендации по осуществлению работ по прогнозу и контролю эффективности мероприятий удароопасности участков массива горных пород и горных выработок;

ведение документации и порядок оповещения о результатах прогноза;

меры безопасности при осуществлении работ по прогнозу уда­роопасности.

6. В разделе «Приведение горных выработок и участков массива горных пород в неудароопасное состояние» должны быть указаны способы приведения и их параметры. Необходимо отразить условия для приведения выработок в неудароопасное состояние, организацию работ и исполнителей, порядок ведения документации, а также критерии эффективности и методы ее оценки. Здесь должны быть отражены технологические особенности и технические средства для осуществления работ по приведению горных выработок и участков массива горных пород в неудароопасное состояние, а также меры безопасности при выполнении этих работ.

7. В разделе «Порядок вскрытия, подготовки к выемке и отра­ботки выемочных участков, блоков» необходимо дать рекомендации по перспективному планированию горных работ, направлениям и рас­положению полевых выработок, а также по порядку отработки выемочных участков и блоков, использованию опережающей защит­ной выемки и другим региональным и локальным мероприятиям по снижению удароопасности массива горных пород.

8. В разделе «Проведение и поддержание горных выработок» необходимо отразить:

перечень мер предотвращения горных ударов при проведении л поддержании выработок в удароопасных условиях;

меры безопасности, организацию и особенности работ по осу­ществлению мер предотвращения горных ударов.

9. В Приложениях к Указаниям должны содержаться необхо­димые формы ведения документации и отчетности, отражающие специфику месторождения, а также рекомендуемые методики прогно­за и контроля удароопасности с номограммами, параметрами, нор­мативами и рекомендациями по условиям их применения.

Приводится положение о службе (участке) прогноза и предотвра­щения горных ударов, составленное для данного предприятия.

10. Указания должны включать все вопросы, касающиеся осо­бенностей методов определения степени удароопасности и предотвра­щения горных ударов на данном месторождении. Они могут коррек­тироваться и дополняться Комиссией на основании практических результатов и достижений науки и техники.

ФОРМА ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА УКАЗАНИЙ

МИНИСТЕРСТВО ИНСТИТУТ. РАЗРАБОТАВШИЙ УКАЗАНИЯ

УКАЗАНИЯ

по безопасному ведению горных работ на месторождении, склонном к горным ударам

19____ г.

7. ПРОГНОЗ СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ

МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД (к п. 4)

Прогноз степени удароопасности основан на оценке напряженно­го состояния и физико-механических свойств горных пород в зоне опорного давления геомеханическими и геофизическими методами.

Геомеханический метод

1.  По дискованию керна при ведении горных работ. Толщина

выбуриваемых из скважин дисков t при неизменном соотношении между осевыми и радиальными по отношению к скважине напряжениями  σос/  σр1 и прочих одинаковых факторах зависит от величи­ны максимальных радиальных напряжений  σр1,. Чем больше макси­мальные радиальные напряжения σ р1, тем интенсивнее процесс диско-образования.

Диски имеют выпукло-вогнутую форму с выпуклостью в направле­нии массива Толщина дисков не превышает половины их диаметра

Наименьшую среднюю толщину дисков с единицы длины скважи­ны устанавливают при наиболее высоких уровнях напряженности  σр1/ σсж , и минимальных соотношениях σос / σр1. Вторая составляющая радиальных напряжений σР2 практически не оказывает влияния на процесс дискообразования.

Количественные зависимости толщины дисков от уровня напря­женности и вида напряженного состояния массива являются уни­версальными для многих разновидностей горных пород (рис. 6)

С увеличением диаметра керна dк толщина дисков керна воз­растает, а относительная ее величина t /  dк уменьшается. Пересчет параметров дискования керна с одного диаметра на другой произво­дят с помощью поправочного коэффициента  kt если известны толщина дисков или их количество с единицы длины скважины хотя бы одного диаметра:

t1= t2 kt  или   N2=N2 k1

где k1 = 0,33 + 0,67dК1/dК2, при dк1 < dК2;

t1 -диа­метром dК1; t2 — толщина дисков диаметром dk2, N1— количество дисков при диаметре керна dk1;

N2 — количество дисков при диаметре керна dk2.

Дискообразование происходит с наибольшей интенсивностью при расположении скважин перпендикулярно действию максимальных напряжений. При бурении скважин под углом к указанному направ­лению происходит изменение параметров дискования керна.

Рис. 6. Зависимость параметров дискования керна t/d от уровня напряженности массива σ р1 , σ сж при различных соотношениях между осевыми н радиальными напряжениями

Для прогноза удароопасности и оценки напряженности массива может быть использовано буровое оборудование со следующими характеристиками режима бурения: скорость вращения бурового става 350—450 об/мин, усилие подачи 1 МПа, скорость бурения 1—2 см/мин, количество воды, подаваемой на забой скважины — 3—7 л/мин. При бурении рекомендуются керновые полусферические коронки диаметром 59 мм.

Для прогноза степени удароопасности необходимо определить направление действия главных напряжений и уровень напряжен­ности в зоне максимума зоны опорного давления.

Напряженное состояние пород по дискованию керна количест­венно оценивается только в максимуме зоны опорного давления на основе зависимости t / d = f (σp1/ σсж) (рис. 7), которая опредыяется

напряжениямиσ ос/σр1 = 0,2. Ра­диальные напряжения  σр1, являют­ся тангенциальными σθ≈ σр1 по отношению к выработке.

Напряженное   состояние   мас­сива по разделению керна на диски

Рис. 7. Номограмма для определения напряжений в максимуме зоны опорного давления по днскованию керна

вне зоны опорного давления можно количественно оценивать с дос­таточной достоверностью по зависимости рис. 6.

Для оценки напряженного состояния участков  массива  бурят скважину по нормали к поверхности обнажения, либо к плоскости.

являющейся касательной к ее поверхности, на глубину, равную наи­большему размеру выработки h. При бурении отбирают керновый материал через каждые 0.5 или 1 м.

Результаты измерений толщины дисков представляют в виде гистограмм. Прямолинейные участки гистограммы, соединенные плавной линией, имеют вид параболы, обращенной ветвями вверх.

Расстояние от устья скважины до середины участка с минималь­ной толщиной дисков является расстоянием до максимума зоны опорного давления.

При наличии на гистограмме нескольких участков с минимальной толщиной дисков (лепестков) следует определять на этих участках прочность на сжатие σсж пород (руд). Определение σсж может быть выполнено, например, прибором БУ-39 конструкции ВНИМИ.

Положение зоны максимума опорного давления при различиях в прочностных свойствах горных пород необходимо определять по наибольшей величине σр1,/ σсж, устанавливаемой с учетом средней толщины дисков и их прочности из зависимости:

√(d / tср) = (0,54 + 0,1√d) + 0.78 + О, 165√d)( σр1/σсж).

В  крепких разновидностях  пород — вблизи контактов крепких

и слабых пород — может наблюдаться увеличение дискообразования с ограниченной протяженностью, не превышающей 0,2—0.25 м. Эти экстремумы представлены, как правило, не более чем 5—10 дисками и не определяют зоны максимума опорного давления.

Положение зоны максимальных нагрузок при неизменной проч­ности пород необходимо устанавливать по наиболее удаленному экстремуму.

Прогноз степени удароопасности пород и руд выполняется исходя из определения величины напряжений в макси­муме зоны опорного давления и расстояния до максимальных нагру­зок от обнажения.

Прогноз степени удароопасности должен производиться в сква­жинах, ориентированных перпендикулярно действию максимальных напряжений. Для определения направления максимального напря­жения в сечении выработки следует бурить веер скважин в соответ­ствии с методикой для данного месторождения. Скважина, из которой керн вышел в виде дисков наименьшей толщины, показывает направ­ление максимальных напряжений, перпендикулярное ее оси.

Удароопасность массива при дисковании керна в нескольких скважинах должна определяться также по скважине с наимень­шей толщиной дисков в зоне максимума опорного давления. Прог­ноз степени удароопасности — при неизменных горно-технических и горно-геологических условиях — может проводиться только по одной скважине с минимальной толщиной дисков.

Иногда у обнажения образуется зона разрушенных пород (руд) X2. Эта зона может возникать и в результате буровзрывных работ. Дискования керна в этой зоне не наблюдается. Начало зоны дискования керна характеризует границу между зонами Х2 и Х1 (рис. 8).

Рис. 8. Схема, иллюстрирующая по­ложение зоны дискования Х1:

Х- растояние до зоны максимума опорного давления , Х2 - зона разру­шенных пород, Х1=Х - Х2

Рис. 9. Номограмма для определе­ния степени удароопасности участ­ков массива по днскованию керна

По параметрам tср/d, Х1 и Х2определяют категорию удароопас­ности  участка горного массива (рис. 9).

Направление действия максимальных напряжений уточняется для каждого месторождения и должно быть приведено в Указаниях.

Метод дискования керна является базовым. Существующие и вновь вводимые методы, методики и критерии определения степени удароопасности в обязательном порядке должны быть сверены на сходимость с результатами базового метода для каждого место­рождения и приведены в Указаниях.

Прочие методы

Приведенные методы определения степени удароопасности могут применяться на месторождениях после проведения опытно-экспери­ментальных работ и опробования методик. Порядок ввода в практи­ческое использование данных методов определяется Указаниями с обязательным рассмотрением на Комиссии.

2. По трешиноватости. Трещиноватость поперечной направлен­ности условиях пластообразной залежи служит показателем ударо­опасности. Степень удароопасности определяют по ориентировке  трещин поперечных систем относительно выработок и по их густоте.

Прогноз производят на основании данных съемки трещиноватости. Замеры азимутов простирания трещин А и углов падения  и выполняют горным компасом или угломером. Измерению подлежат трещины с гладкими, иногда до зеркальности, поверхностями об­разующих плоскостей. На плоскостях возможны полосы и борозды скольжения. Трещины могут быть с заполнителем или без него.

При измерениях необходимо пользоваться правилом «правой руки". Длинную сторону компаса располагают по линии простирания замеряемой, трещины. Нуль азимутальной шкалы компаса должен быть направлен таким образом, чтобы в поле зрения скат трещины

был справа. Каждую плоскость замеряют 2—3 раза. Окончательное значение элементов залегания трещины принимают как среднеарифметическое. Съемку ведут с выделением трещин последовательно на каждом метре. При измерениях определяют значения щетинных азимутов простирания.

К поперечным системам относят трещины с параметрами

 А1 = = (70± υ) + (110± υ); А2= (250° ± υ) + (290° ± υ) и В1,2 =  50—90°, где  υ — магнитное склонение, β — угол падения.

При съемке трещиноватости учитывают только трещины попе­речного класса. Для получения объективных результатов и полного охвата прогнозируемой области рудной залежи необходимо, чтобы расстояние между выработками не превышало 20 м.

По результатам съемки проводят изолинии густоты трещин по­перечного класса. С этой целью данные замеров густоты усредняются на пятиметровых интервалах и наносят на план горных работ мас­штаба 1:500. Проводят изолинии густот 0,2; 0,4: 0,6; 1; 3; 5; 10; 15 линий на 1 м.

Области шахтного поля, оконтуренные изолиниями густоты тре­щин 0,6 на 1 м и выше, относят к опасным по горным ударам,

Определяют интенсивность развития (густоту) в поперечных системах трещин (рис. 10, а). Для этого усредняют густоту трещин на участке съемки длиной не более 5 м. Если колебаний густоты (отклонение максимального значения от минимального) не превы­шает двух на метр погонной длины, то ее усредняют на. участке

Рис. 10. Определение интенсивности трещин:

а — определение густоты трещин; б, в — примеры оценки равномерности распределения трещин

длиной 5 м (рис. 10, б). В случае колебания густоты на участке замера более двух на метр погонной длины усреднение принимают на участке не более 2 м (рис. 10, в).

При значениях усредненной густоты трещин менее одной на 1 м систему считают неразвитой. При густоте трещин от одной на 1 м и выше степень удароопасности участка устанавливают в зависи­мости от ориентировки трещин поперечных систем относительно обнажений залежи. Ориентировка трещин определяется углом встре­чи α и направлением их падения относительно обнажения. Угол встречи определяют как разность азимутов простирания трещин и плоскости обнажения. В направлении падения трещин относительно обнажения различают два положения — в массив и на обнажение (см. рис. 10. а. б).

По выявленным показателям трещиноватости непосредственно в выработке предварительно определяют степень удароопасности участка рудной залежи (табл. 2).

Таблица    2

Для окончательного установления степени удароопасности обра­батывают результаты съемки Трещин с помощью круговой диаграм­мы (рис. 11). Трещины на ней отмечают условными знаками (точ­ками) с цифрами, указывающими конкретный метр из замера. Выделяют максимумы систем при помощи метода «скользящего окна» — сектора круговой диаграммы размером 20X20о. Перемещая сектор по кругу с шагом 10°, отмечают каждый раз в центре  «окна» коли­чество попавших в него трещин. Если точка находится в поле сектора, то ее обозначают цифрой 1, а при ее расположении на линии секто­ра — 0,5 и в углу— 0,25.

После этого перемещают сектор к цент­ру диаграммы с шагом также 10°. По нанесенным данным про­водят изолинии равных частот встречаемости трещин. Максимумы систем трещин находятся в центре площадок, ограниченных изоли­ниями наибольших частот встречаемости. При построений изолиний необходимо учитывать особенности положения трещин, попадающих на круговой диаграмме между концентрическими окружностями, соответствующими углам падения 80—90°. Точки максимумов сое­диняют с центром диаграммы. Проведенные линии соответствуют

Рис.   11.   Ориентировка  трещин   относительно   обнажения   выработки:

а -  разрез, 6— план, в — круговая диаграмма

азимутам простирания плоскости максимума системы. Нормали, проведенные вправо от этих линий, если смотреть из центра диаг­раммы, указывают направление падения трещин в системах.

Угол встречи и направление падения относительно обнажений выработки на круговых диаграммах определяют следующим образом.

На круговую диаграмму наносят пространственное положение выработки (см. рис. 11, в), в которой замеряли трещины. Линию, имитирующую обнажение выработки со стороны массива, штрихуют. Относительно этой штриховки рассматривают направление падения трещин. Направление на штриховку соответствует положению паде­ния трещин в массив, противоположное направление — на обнаже­ние.

Одновременно определяют угол встречи трещин с обнажением выработки, т. е. острый угол а между диаметральной линией, соеди­няющей центр круговой диаграммы с максимумом системы трещин, и соответствующей линией простирания обнажения.

Наиболее достоверные результаты измерений достигаются при непрерывной съемке трещин в условиях проведения очистной или подготовительной выработки. Обязательной является съемка трещин в забое и в стенках выработки. Трешиноватость в этом случае сни­мают на пятиметровых интервалах при каждом подвигании забоя выработки на 3 м.

Допускается съемка трещин отдельными участками. В этом случае протяженность участка измерений должна быть не менее 10м.

3. Метод вдавливания пуансона в стенки шпуров (скважин). Прибор МГД (многоточечный гидравлический датчик) с самопис­цем предназначен для определения потенциальной удароопасности горных пород и степени удароопасности выработок и целиков. Склон­ность пород к хрупкому разрушению под действием предельных сжимающих напряжений определяется по диаграммам вдавливания пуансона" в стенки скважин, записываемым автоматически на приборе в координатах «нагрузка—деформация».

Геофизические методы

Физической основой использования акустических и электромаг­нитных методов является зависимость энергии, амплитуды, дли­тельности, частоты, скорости распространения и других параметров акустических и электромагнитных колебаний от напряженного сос­тояния и физико-механических свойств горных пород.

Прогноз степени удароопасности участков массива горных пород состоит в изменении одного или нескольких параметров акустических или (и) электромагнитных колебаний по методикам, учитывающим особенности каждого конкретного месторождения. Методики могут включать в себя, геомеханические методы.

 Область применения каждого метода и категории удароопасности должны быть регламентированы Указаниями.

Акустические и электромагнитные методы делятся на две группы по способу возбуждения колебаний.

Первая группа методов использует колебания естественного воз­буждения, которые возникают при изменении структуры горных пород (например, при образовании микроктрещин, трещин, уплотне­нии горной породы) под воздействием горного давления. К этой группе относятся методы акустической и электромагнитной эмиссии.

Вторая группа методов использует колебания, искусственно воз­бужденные с помощыо специальных излучателей или иными способами, например, путем бурения, взрывания, гидрорыхления, гидроразрыва и др.

4. Метод, основанный на измерении интенсивности акустической эмиссии. Измеряется количество акустических сигналов естествен­ного излучения, возникших в исследуемом участке массива горных пород, в заданный интервал времени. Основным преимуществом данного метода является малая трудоемкость. Этот метод целесооб­разно использовать при прогнозе степени удароопасности горных пород с достаточно сильной акустической активностью на участках с низким по сравнению с сигналами акустической эмиссии уровнем помех.

Метод может быть реализован, например, с помощью приборов «Прогноз-М», ЕГ12. СБ32, «Волна».

5. Метод, основанный на определении показателя амплитудного распределения акустической эмиссии. Измеряется интенсивность акустической эмиссии на различных уровнях амплитудной дискри­минации и определяется соотношение между слабыми и сильными сигналами. Основным преимуществом данного метода является малое влияние фактора изменения контактных условий датчика и породы.

Этот метод целесообразно использовать в комплексе с упомянутым в п. 4, например, с использованием прибора СБ32.

6. Метод, основанный на измерении интенсивности электромаг­нитной эмиссии. Измеряется количество сигналов электромагнитной эмиссии, возникших в исследуемом участке массива горных пород в заданный интервал времени. Основными преимуществами метода являются малая трудоемкость и высокая технологичность, обуслов­ленная возможностью приема сигналов с помощью антенны без контак­та с массивом. Данный метод целесообразно использовать при прогнозе степени удароопасности горных пород с низкой электро­проводностью и обводненностью на участках с малым уровнем электромагнитных помех.

Метод может быть реализован, например, с помощью аппарату­ры ЕГ9, «Волна».

7. Метод, основанный на измерении амплитуды сигналов электро­магнитной эмиссии. Основные преимущества и область применения данного метода аналогичны п. 6.

Метод целесообразно использовать в тех случаях, когда времен­ной интервал между соседними импульсами электромагнитной эмис­сии невелик. Этот метод может быть реализован, например, с исполь­зованием прибора ЕГ6.

8. Метод, основанный на определении скорости распространения упругих колебаний искусственного возбуждения. Измеряется время распространения упругих колебаний между двумя точками, распо­ложенными на заданном расстоянии друг от друга. Основным преи­муществом метода является высокая помехозащищенность. Наи­более целесообразно применять его на прочных горных породах. где зона разрушенных пород составляет не более 0,3 м и, следова­тельно, имеются хорошие условия для распространения упругих колебании. Метол может быть реализован,  например, с использо­ванием прибора ЕГ12

9. Метод, основанный на определении эффективного электричес­кого сопротивления. Этот метод заключается в возбуждении на иссле­дуемом участке массива горных пород электромагнитного поля и из­мерении разности потенциалов между приемными электродами. Ме­тод можно применять в контактном и бесконтактном вариантах Основным преимуществом метода является высокая оператив­ность при измерениях. Метод наиболее целесообразно использовать на участках, удаленных от источников электрических помех. Для реализации Метода можно использовать аппаратуру ЕГ6. ЕГ6М или другую с аналогичными характеристиками

10. Метод, основанный на измерении интенсивности акустических сигналов, возникающих при бурении. Измеряется суммарная интен­сивность акустических сигналов, возникающих в процессе бурения. Основным преимуществом метода является высокая технологичность. целесообразно применять его при прогнозе степени удароопасности забоев выработок, которые проходятся буровзрывным способом. Этот метод может быть реализован с использованием, например, прибора «Прогноз- М"

8.  ВЫЯВЛЕНИЕ УГРОЖАЕМЫХ ПО ГОРНЫМ УДАРАМ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПО ДИСКОВАНИЮ КЕРНА НА СТАДИИ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ (к п, 17)

Прогноз осуществляется в следующем порядке:

определяют среднюю толщину дисков по геологоразведочным скважинам на участке интенсивного дискования керна с одновре­менной привязкой его по глубине скважин;

находят вертикальные напряжения σвер =γ Н, где γ — средне­взвешенный объемный вес пород; Н — глубина до участка диско­вания;

устанавливают уровень напряженности массива σгор/σсж по но­мограмме рисунка 12 в соответствии с полученными величинами t cp/d и σвер = уH.

Месторождение относят к угрожаемым по горным ударам, если остановлена потенциальная удароопасность массива пород в соот­ветствии с а. с. 4283179 (Б. И. № 26, 1989) и уровень напряженности превышает 0,7.

Рис. 12. Номограмма для оценки напряженного состоя­ния пород по дискованию керна по данныч бурения геологоразведочных скважин при различных вертикаль­ных напряжениях, определяемых величиной γН.

9. ГЕОДИНАМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (к п. 26)

Степень и характер проявления горного давления, в том числе горных ударов, находятся в прямой зависимости от напряженного состояния горного массива в период строительства и эксплуатации месторождения. Напряженное состояние массива, в свою очередь, определяется его естественным напряженным состоянием и накла­дывающимся на него полем напряжений, возникающим под воз­действием горных работ.

Таким образом, необходимо изучать строение и напряженное со­стояние массива горных пород в районе месторождения еще до начала его освоения. Этот вопрос особенно важен при разработке рудных мес­торождений, к которым, как правило, приурочены большие тектони­ческие напряжения, часто в несколько раз превышающие ;Н. Безопас­ная и эффективная разработка таких месторождений может быть обеспечена профилактическими мерами регионального порядка, ис­ключающими излишние концентрации напряжений в горном массиве.

Геодинамическое районирование месторождений предусматривает:

выявление блочной структуры горного массива в районе распо­ложения месторождения по данным геоморфологии с выделением тектонических напряженных зон:

установление динамики взаимодействия блоков и реконструкцию главных напряжений по тектонофизическим и геологическим данным;

оценку напряженного состояния нетронутого массива расчетными методами с учетом его блочного строения;

оценку удароопасности массива и его участков по структурному анализу;

разработку основанного на результатах геодинамического райо­нирования комплекса региональных профилактических мер по сниже­нию удароопасности в процессе строительства и эксплуатации горных предприятий. При этом раскройка шахтных полей, расположение стволов, околоствольных и других капитальных выработок, порядок и последовательность во времени отработки рудных тел, слоев и дру­гие вопросы должны решаться из условия обеспечения минимальных концентраций напряжений в горном массиве вблизи уест ведения горных работ.

Комплекс мер по профилактике горных ударов должен заклады­ваться в проекты строительства горных предприятий*.

* Методические указания по профилактике горных ударов с учетом геодинамики месторождений. — Л.": ВНИМИ, 1983.— 118 с

10. РЕГИОНАЛЬНЫЙ ПРОГНОЗ УДАРООПАСНОСТИ ШАХТНЫХ ПОЛЕЙ (к пп. 21, 26)

Региональный прогноз предусматривает создание сети сейсми­ческих пунктов, связанных в единую систему (сейсмостанцию), которая позволяет выявлять в пределах шахтного поля зоны, опасные по горным ударам, на основе непрерывной регистрации параметров сейсмической активности. Чтобы повысить надежность работы таких систем и получить максимальную эффективность, они должны созда­ваться на шахтах и рудниках на стадиях их проектирования и строи­тельства, на месторождениях, работающих в особо сложных горно-геологических условиях (большая тектоническая нарушенность и глубина разработки, наличие целиков и выступающих частей масси­ва, современные значительные неотектонические движения и высокая сейсмическая активность района; блочное строение, повышенная тектоническая напряженность месторождения, переменная мощность полезного ископаемого, гористый рельеф земной поверхности, неод­нородность физико-механических свойств породного массива и другие факторы, создающие предпосылки возникновения горнотектонических ударов).

Определение необходимости создания системы регионального прогноза, научно-методическое руководство при ее проектировании и эксплуатации осуществляет ВНИМИ или организация, ведущая исследования на данном месторождении.

Региональный прогноз удароопасности включает:

регистрацию количества сейсмических явлений, определение их координат и сейсмической энергии;

составление карт сейсмической активности, совмещенных с пла­нами горных работ (карты регионального прогноза удароопасности);

определение зон, опасных по горным ударам.

Опасными по возникновению горных ударов являются зоны, где вровень сейсмической активности не менее единицы.

Изменение конфигурации зон с повышенными значениями сейсми­ческой активности связано с изменением напряженного состояния горных пород и миграцией зон повышенной удароопасности.

Ежемесячно данные регионального прогноза удароопасности рас­сматривает руководство шахт. Сейсмостанция постоянно следит за сейсмической активностью в пределах шахтных полей и информирует о всех наблюдаемых явлениях соответствующие службы. Переданные сведения регистрируются в журнале сообщений.

11. ПОСТРОЕНИЕ ПРОГНОЗНЫХ КАРТ (к п. 26)

По мере развития горных работ необходимо проводить текущий прогноз напряженного состояния массива с использованием аналити­ческих методов расчета напряжений. Расчеты проводят повариантно с последующим выбором наиболее оптимального.

Методика построения прогнозных карт опорного давления вклю­чает следующие этапы*:

подготовка исходной информации для расчетов;

расчет на ЭВМ напряженного состояния массива пород вокруг выработок:

построение по результатам расчетов изолиний напряжений;

анализ напряженного состояния и разработка рационального порядка развития горных работ.

Для расчетов напряженного состояния используются: геометри­ческие параметры горных работ; напряжения, имевшиеся до начала отработки месторождения, и механические свойства вмещающих пород я полезного ископаемого.

Расчет и построение прогнозных карт осуществляется под научно-методическим руководством ВНИМИ и головного института отрасли или ведущего исследования на данном месторождении.

* Методические указания по использованию программ для расчета и графического построения напряжений в массиве горных пород около выработок — Л.: ВНИМИ, 1981. —52с.

12. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ГРАНИЦ ЗАЩИЩЕННЫХ ЗОН (и п. 23)

Для построения защищенной зоны в плоскости, перпендикуляр­ной направлению ведения горных работ, через края защитной выра­ботки шириной а под углом 75° к ее поверхности проводят прямые в сторону кровли и почвы (рис. 13). Размеры защищенных зон в кровлю S1 и в почву S2 определяют по формулам:

S1 = τ1S1 '  S2 = τ1S2'

Для защиты очистных работ S1' = 0,5а и S2' = 0,4 а, но S1 и S2

не более 50 м.

Для защиты подготовительных выработок: S1' = 0,4а и S2' = 0,3а,

но S1и S2 не более 40 м.

Коэффициент τ1зависит от τ— отношения критической глубины (Нo) к глубине разработки защитного слоя (H). Он равен 1; 1,4; 1,6:    -1.65 при τ = Н0/Н, соответственно равном 0,25; 0,5; 0,75; 1.

При надработке (подработке) мощного рудного тела подкровельным (подпочвенным) слоем построение защищенных зон осуществля­ют в соответствии с рис. 14. В плоскости, перпендикулярной

Рис. 13. Построение защищен­ной зоны

Ряс. 14. Построение защищенной зоны при опережающей надработке рудного тела

направлению горных работ по защитному слою, от края выработки проводят прямую в сторону почвы (кровли) под углом β, определяе­мым в зависимости от τ: β = 20с; 35; 42; 52; 58; 64°, соответственно при τ = 0,4, 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9.

Минимальную величину опережения защитного слоя С для полной защиты вынимаемых блоков (панелей, полос, лени определяют по формуле:

С = nС1+m/tg β, β ≠90°,

где n—количество защищаемых блоков (панелей, полос, лент), С1 — ширина защищаемого блока (панели, полосы, ленты  m — отрабатываемая мощность рудного тела

Влияние горно-геологичесних, тектонических и других особен­ностей месторождения (наличие блочного строения массива, текто­нических нарушений, неоднородность напряженного поля в нетрону­том массиве), а также горно-технических условий отработки опре­деляется Указаниями для каждого месторождения. Если напряжения в нетронутом массиве преобладают над вертикальными, то построение

Рис. 15. Оценка состояния податливых целиков:

я —расчетная схема; б — зависимость предельного размера целика от  ширины выработанного пространства; в — зависимость величины сжатия целика по нормали от ширины выработанного пространства, г — номограмма для оценки состояния целика по величине его сжатия по нормали ,1 — область опасных значений сжатия целика по нормали. 2 — область неопасных упругих и упруго пластических деформаций целика; 3 — область опасных упругопластических и запредельных деформаций целика. 4 — область неопасных запредельных деформаций велика; VI, VI — предельные значения смещений целика по нормали (V,—запредельных, VI — упругопластических)

защищенных   зон  осуществляют  с  учетом  действующих  главных

напряжений по условию

max (  σ1, σ2 ) < σкр,

 где σ1, σ2 — значения главных напряжений в массиве;       

                        (1  при λ> 1, а≤45° или λ <1, а≥45°,

σкр = k1 Ho       (k2/k1 , при λ ≤ 1, а<45° или λ > 1, а≥45°,

k1 = соs2 а + λ sin2 a, k2 = sin2 + λ соs2 а,

λ — отношение горизонтальных напряжений в нетронутом массиве  вертикальным; а — угол падения отрабатываемой залежи на разрезе вкрест простирания.

Опережающая надработка или подработка защитным слоем может производиться параллельными выработками с оставлением временных неудароопасных податливых целиков Размеры целиков определяются экспериментально и регламентируются Оказаниями. В начальной стадии отработки в качестве первого приближения cостояние целиков может быть оценено сопоставлением величин сжатия целика V по нормали с предельными значениями смещений V1 и V2. приведенными на номограммах рис. 15, в, г. По номограмме рис 15, в можно оценить состояние целика в зависимости от ширины выработки а, по номограмме рис 15. г — в зависимости от ширины целика L. Опасным является такое состояние целика, когда замеряе­мые смещения V находятся между значениями V1 и V2. Замеры должны начинаться, когда ширина целика L приближается к величине 1,2Lпр, где Lпр — предельный размер целика. Значение Lпр уста­навливают по графику рис. 15, б.

13.  ВИЗУАЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА РАЗРУШЕНИЕМ ВЫРАБОТОК (к п. 27)

Разрушения на контуре выработок предопределяются напряжени­ями, действующими в массиве пород. Это позволяет по данным визуальных наблюдении в выработках и скважинах приближенно оценить величины и направления действия главных напряжений.

Рассматриваемый способ применим, если напряжения в массиве высоки и способны вызвать разрушения на конторе выработок

Оценка направления действия напряжений производится на осно­ве анализа пространственной ориентировки трещин и отслоений на контуре выработок и в скважинах Приближенные величины напряжений оцениваются по известным значениям предела прочности пород на одноосное сжатие

По визуальным наблюдениям можно сравнивать степень напря­женности отдельных конструктивных элементов системы разработки и ориентировочно определять величину и направление действия наибольших напряжений в нетронутом массиве пород

Визуально оценку напряжений выполняют таким образом Обсле­дуют все незакрепленные выработки, различно ориентированные в пространстве. При этом фиксируют места разрушений на контуре выработок. Дополнительно фиксируют участки разрушений контура скважин. Необходимо знать особенности проявления горного давле­ния в момент проходки, так как при недостаточно высоких напряже­ниях в массиве разрушения выработок происходят лишь в момент проходки.

Следует обращать внимание на характер разрушения пород на контуре, насколько параллельны отслаиваемые плитки контору вы­работки и как согласуются поверхности отслоений с естественными поверхностями ослаблений (трещинами, слоистостью и т п )

Места разрушений наносят на планы горных работ Для оценки необходимо иметь рулетку и горный компас. Участки разрушения на контуре выработки всегда параллельны направлению действия наибольших сжимающих напряжений (рис. 16)

Рассмотрим примеры Если в нетронутом массиве наибольшее главное напряжение направлено вертикально и по величине доста­точно для разрушения пород на контуре выработки, то наибольшие разрушения будут происходить в стенках горизонтальных выработок любого направления, возможны менее интенсивные разрушения в стенках наклонных выработок и совсем не будет разрушений в вертикальных.

Рис. 16. Ориентировка участков разрушения пород 1 в сечении выработки относительно наибольших сжи­мающих напряжений

При горизонтальных наибольших сжимающих напряжениях разрушения будут происходить в кровле и почве горизонтальных, а также в стенках вертикальных выработок — в плоскости, перпендикулярной направлению максимальных напряжений.

По разрушению горизонтальных выработок в кровле (почве) южно приближенно оценивать величины наибольших напряжений в массиве пород (руд)

σmax ≥ 0,70σСЖ,

где σСЖ — прочность пород (руд) в массиве.

В условиях гидростатического (равнокомпонентного) напряжен­ного состояния пород (руд) происходит неупругое деформирование по всему контуру сечения горизонтальных и вертикальных выработок при напряжениях в массиве

 σ >(1,0—1,2) σСЖ, где σСЖ, — прочность пород (руд) в массиве.

Оглавление

Введение .

Общие положения

Вскрытие. Подготовка и порядок отработки месторождений прогноз удароопасности участков массива горных породи руд

Приведение горных выработок и участков массива горных пород в неудароопасное состояние

Проведение   и поддержание капитальных и подготови­тельных выработок на месторождениях, склонных к горным ударам     

Очистные работы        

Ответственность

Приложения

1. Основные термины и условные обозначения 

2. Перечень  месторождений   и   объектов   горного  строительства, склонных к горным ударам  

3. Типовое положение о комиссии по горным ударам  

4. Типовые формы учета и документации 

5. Типовое положение о службе   (подземном  участке)   прогноза и предотвращения горных ударов   

6. Положение о составлении «Указаний по безопасному ведению горных работ на месторождении, склонном к горным ударам»

7. Прогноз степени удароопасности отдельных участков массива горных пород      

8. Выявление угрожаемых по горным ударам месторождений по дискованию керна на стадии геологоразведочных работ 

9. Геодинамическое районирование месторождений

10. Региональный прогноз удароопасности шахтных полей

11. Построение прогнозных карт 

12. Методика построения границ защищенных зон

13. Визуальные наблюдения за разрушением выработок 

Отправить сообщение для: konstantin33379@mail.ru с вопросами и замечаниями об этом веб-узле.
Дата изменения: 15.09.2008