книги / Совершенствование разработки соляных месторождений
..pdf4 * |
s T * . |
^ г - ф ^ л Ы ч . * * * ? - |
K |
* * ^ |
*„«"*?■}).<• *•<&)• |
где 4 ьйут |
равна разности коэффициентов разложения» соответст |
|
вующих точкам y t.е St- и уг е Sl+K . |
||
Из уравнения (15) |
следует, что решение задачи сведено к пос |
ледовательности независимых по левой части вариационных уравнений относительно коэффициентов ряда (16), зависящих только от коорди наты у . Таким образом, при сформированной на предыдущей итера ции правой части уравнения (15) требуется для каждой гармоники /г разложения (14) решить одномерную задачу. Процедура численной ре ализации осуществляется методом конечных элементов. Ввиду громозд кости матричные соотношения МКЭ не приводятся.
Принимая для всех целиков |
-const |
6^^ const |
, ес |
|
тественно предположить, что в |
этом случае тот или иной режим де |
|||
формирования целика будет определяться |
его шириной. Именно |
такой |
||
достаточно простой вариант анализировался -вчйсленном расчете. |
||||
Результаты показали, что в зависимости |
от ширины целика регистри |
|||
руется различный режим его работы. Так, |
при ширине целика |
6 = |
||
= 3 м имеет место допредельная |
стадия деформирования (рис.З, а ), |
а при в = I м реализуется разупрочнение целика (рис.З, 5). В этом случае в кровле выработки существенно увеличивается область растяжения (пунктирная линия на рис.З) и возрастает концентрация напряжений.
Совершенствование разработки соляных месторождений. Пермь, 1990
Выполненный качественный анализ указывает на необходимость учета режима деформирования междукамерных целиков при оценке на пряженного состояния соляного массива. Заметим также, что разра ботанная математическая модель может быть реализована для систе мы целиков при различных параметрах их деформирования.
Библиографический список
1.Линьков А.Н., Петухов И.М., Тлеужанов М.А. Новые методы расчета'целиков// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1984. 3. С. 13-27.
2.Михлин С.Г. Вариационные методы в математической физике.
М.: Наука, 1970. 512 с.
3.Шардаков Н.Н., Трояновский Н.Е., Труфанов Н.А. Метод гео метрического погружения для решения краевых задач теории упруго сти. Свердловск, 1984. 66 с.
Получено 20.10.89
УДК 622.016.63:622.831.322
В.Н.ПЛЕШКОВ (Пермский политехниче кий институт)
РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОД ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Приведены результаты лабораторных иссле дований по определению параметров импуль сов акустической эмиссии, возникающих в образцах пород Верхнекамского месторож дения при их медленном нагоужении пол прессом до полного разрушения. Получены
зависимости параметров импульсов акусти ческой эмиссии от величины нагрузки и
определены признаки, предшествующие раз рушению породы.
Одним из наиболее перспективных методов прогноза газолинами* ческих явлений на калийных рудниках в настоящее время является сейсмоакустический /I/. Метод основан на предположении, что вся-
то
1200
800
т
о
f.rti (L,me |
A,mb |
(E9yc.ed. |
|
|
||
200 |
/60 |
400 |
|
|
2 |
|
1SO |
/20 |
300 |
|
|
^.1 |
|
100 |
80 |
200 |
|
|
||
|
|
—3 |
||||
so |
40 |
/00 |
|
|
||
|
|
|
0 |
BO |
120 |
Р,кгс/смг |
fy!~H |
L,me i A,mb |
|
a |
|
|
|
^уc.ed |
|
|
||||
200 |
/60 |
400 |
|
|
|
|
/50 |
/20 |
300 |
|
|
1 |
|
100 |
80 |
200 |
|
|
||
SO |
40 |
/00 |
|
|
^3 |
|
|
|
|
|
|
|
^4 |
|
|
|
'0 |
80 |
/20 |
/SO Pt £gc/cM* |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
f.r* |
|
L,MC |
A,mb f, yc.ed. |
|
4 |
|
||
ж |
200 |
/60 |
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
^ 2 |
||||
ISO |
120 |
|
300 |
|
|
|
||
то |
|
|
|
|
^ 3 |
|||
800 |
100 |
80 |
|
200 |
|
|
|
|
ш |
SO |
40 |
|
/00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
80 |
/20 |
/SO |
Pt кгс/с* |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
Рис. Зависимость параметров ИАЭ от величины давления: |
Q - по образ |
|||||||
цам. взятым в |
СКПРУ-2; |
о - с пласта "Кр.П"; о |
- с пласта АБ; |
|||||
/ - f |
=ffP) : |
2 |
- L |
=f (P)\ 3 |
- A |
=f (0}\ |
4 - £ = f f P )
Яо^ |
Мес- |
|
|
Размеры оdНа~ |
|
|
Параметры ИАЭ |
|
|
|
|
||||
мер |
то |
Пласт разцов, мм |
ле- |
|
|
|
|
поляр |
|||||||
об |
от- |
|
|
диа |
высо |
ние |
JS имп. |
т, |
£, |
А, |
|
М, |
|
||
раз•бора |
|
|
метр |
та |
КГС |
|
мс |
МС |
Nf > ность |
||||||
ца |
|
|
|
Д |
Н |
СМ2/Р |
|
с у.ед. |
мВ |
шт. |
шт. |
+ |
|||
I |
СКПРУ-I |
"Кр. |
40 |
58 |
108 |
I |
74 |
9 |
12 |
6 |
I |
2 |
3 |
||
|
|
|
11” |
|
|
144 |
2 |
И З |
63 |
69 |
147 |
2 |
29 |
154 |
+ |
|
|
|
|
|
|
*154 |
3 |
152 |
97 77 |
152 |
2 |
32 |
176 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
167 |
4 |
131 |
276 |
104 |
156 |
I |
48 |
171 |
- |
|
|
|
|
|
|
187 |
5 |
146 |
376 |
142 |
188 |
2 |
55 |
318 |
+ |
|
|
|
|
|
|
197 |
6 |
152 |
398 |
153 |
196 |
I |
64 |
287 |
+ |
2 |
СКПРУ-2 |
|
АБ |
40 |
62 |
Ю З |
I |
85 |
4 |
3 |
5 |
I |
I |
2 |
- |
|
|
|
|
|
|
117 |
2 |
94 |
21 |
.5 |
65 |
I |
I |
87 |
3 + |
|
|
|
|
|
|
130 |
3 |
Н О |
37 |
112 |
I |
20 |
- |
||
|
|
|
|
|
|
153 |
4 |
121 |
Ю З68 |
148 |
2 |
28 |
197 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
169 |
5 |
133 |
333 125 |
173 |
I |
41 |
342 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
177 |
6 |
139 |
378140 |
188 |
2 |
56 |
298 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
186 |
7 |
146 |
382 |
158 |
195 |
|
I |
67 |
- |
|
|
|
|
|
|
197 |
211 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
191 |
8 |
149 |
380 |
156 |
762 |
191 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание |
табл, |
||
Но |
Место |
Пласт |
Размё]ры обдавле- |
|
|
|
|
Параметры ИАЭ |
|
|
|
|
||||
мер |
отбора |
ряяттп в. мм |
ние |
|
|
Т, |
|
А, |
|
м, |
|
/г* |
|
поляр |
||
об |
|
|
диа |
высо |
Р |
№ ими. |
|
|
4 |
|
||||||
раз |
|
метр |
та |
кгс/ |
с |
у.ед. |
мВ |
мс |
шт. |
|
шт. |
ность |
||||
ца |
|
|
Д |
Н |
см^ |
|
|
мс |
+ |
|||||||
3 |
БПКРУ-1 |
АБ |
40 |
60 |
1 0 2 |
I |
|
78 |
5 |
4 |
5 |
I |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
III |
2 |
|
96 |
8 |
6 |
6 |
I |
|
2 |
2 |
+ |
|
|
|
|
|
126 |
3 |
106 |
II |
18 |
49 |
I |
II |
24 |
- |
||
|
|
|
|
|
152 |
4 |
128 |
105 |
72 |
141 |
2 |
32 |
188 |
+ |
||
|
|
|
|
|
167 |
5 |
132 |
265 |
107 |
169 |
I |
44 |
311 |
+ |
||
|
|
|
|
|
178 |
6 |
139 |
357 |
132 |
184 |
2 |
65 |
335 |
- |
||
4 |
СКПРУ-2 |
БВ |
40 |
60 |
142 |
I |
107 |
42 |
47 |
123 |
I |
2 1 |
92 |
- |
||
|
|
|
|
|
171 |
2 |
131 |
305 |
114 |
165 |
I |
34 |
189 |
+ |
||
|
|
|
|
|
187 |
3 |
|
•141 |
398 |
162 |
197 |
2 |
56 |
378 |
- |
|
|
|
|
|
|
218 |
4 |
148 |
413 |
169 |
213 |
2 |
58 |
278 |
+ |
Сейсмоакустические импульсы в образцах появляются при давле ниях (нагрузках), составляющих 50-60 % от предельных. При дальней шем увеличении давления пропорционально возрастает количество ИАЭ, их амплитуда и продолжительность, достигая максимальных значений
при нагрузках, |
близких к |
предельным. |
|
|||
Частотный |
спектр ИАЭ |
с ростом давления также возрастает, до |
||||
стигая максимальных |
значений |
(до 1200 |
Гц) при нагрузках 90-95 % |
|||
от предельных. Далее |
при |
приближении нагрузок к предельным частот |
||||
ный спектр заметно падает |
(до |
500-700 |
Гц). |
Энергия ИАЭ при увеличении давления до 75 % от предельного увеличивается пропорционально. В диапазоне давлений 75-85 % от предельного происходит скачкообразное увеличение энергии ИАЭ в 2,5-3,0 раза. В дальнейшем рост энергии замедляется.
Таким образом, проведенные исследования позволяют судить о наличии опасной ситуации, предшествующей разрушению породы, по значительному увеличению.общей шумности массива (количества ИАЭ в единицу времени); значительному увеличению продолжительности ИАЭ; по резкому скачкообразному увеличению энергии ИАЭ в 2,5- 3,0 раза. Два последних информативных признака при применении сейсмоакустического метода на калийных рудниках ранее не исполь зовали.
Библиографический список
1. Долгов П.В., Полянина Г.Д., Земсков А.Н. Методы прогноза и предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках. Алма-Ата: Наука, 1987. 157 с.
2. ЗКихарев С.Я. Разработка методов предотвращения обрушений кровли в калийных рудниках: Автореф.дис. канд.техн.наук/ ЛШ. Л., 1984. 20 с.
3. Коротаев В.Ф. Исследование и разработка методов прогноза внезапных обрушений и выбросов соляных пород: Автореф.дис. канд.техн.наук/ ПЛИ. Пермь, 1975. 20 с.
Получено 20.10.89
Совершенствование разработки соляных месторождений. Пермь, 1990
УДК 622.831.322
С.С.АНДРЕЙКО, Б.И.ПЕТРОВСКИЙ (Белорусский филиал ШИИТ)
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ РАЗРАБОТКИ БЫБРОСООПАСНЫХ ПЛАСТОВ СТАРОБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Обоснована необходимость разработки регио нального метода прогноза выбросоопасности пластов Старобинского месторождения, со вершенствования и внедрения локального и текущего методов (термометрического и электромагнитного) и профилактической об работки опасных зон взрыванием.
Проблема обеспечения безопасных условий труда при разработке выбросоопасных калийных пластов является одной из наиболее слож ных и решение её имеет не только научное и народнохозяйственное, но и большое социальное значение. За последние 10-15 лет ЕНИИГ, ЛГИ и Белорусским филиалом ЕНИИГ выполнены широкие научные иссле дования на Старобинском месторождении и разработана теория воз никновения газодинамических явлений (ГДЯ) в калийных рудниках. Однако до настоящего времени проблема прогноза и борьбы с ГДЯ остается актуальной для всех рудников ПО "Белорускалий". Сейчас уже нельзя говорить, что имеющиеся трудности связаны с недоста точным развитием теории газодинамических явлений, хотя она, не сомненно, должна развиваться и дальше.
Рассмотрим два основных аспекта проблемы повышения безопас ности разработки выбросоопасных пластов - прогнозирование и пре дупреждение внезапных выбросов соли и газа. Как известно, прогно зирование должно проводиться в несколько этапов, которые преду сматривают региональный, локальный и текущий прогноз. Региональ ное прогнозирование позволяет оценить опасность ГДЯ в пределах всего месторождения и отдельных шахтных полей. Целью его являет ся получение надежных сведений о вероятной опасности калийных пластов с тем, чтобы на стадии проектирования был возможен выбор наиболее рациональных систем и способов проходки горных вырабо ток. Региональное прогнозирование на Старобинском месторождении не производится.
Следующим этапом является локальное прогнозирование, позволяю щее оценить потенциальную выбросоопасность участков калийных плас
тов в пределах |
панелей, блоков и отдельных горных выработок. В на |
|
стоящее время |
единственным методом'локального прогноза на рудниках |
|
ПО "Белорускалий" |
является сейсмический. Локальное прогнозирование |
|
методом сейсмопросвечивания должно проводиться не повсеместно, а |
||
в первую очередь |
на опасных участках, установленных региональным |
|
прогнозом. Однако |
и этот метод требует дальнейшего совершенствова |
ния. В первую очередь необходимо повысить его надежность и разре шающую способность. Для обеспечения безопасных условий нужно пе рейти от выделения выбросоопасных зон в виде полос шириной 20-50 м между бортовыми штреками лав в подготовленном к отработке столбе к локализации геометрических границ выбросоопасных геологических нарушений. Для этого в первую очередь необходимо разработать эф фективную систему наблюдений и математический аппарат для обработ ки параметров сканирующих сейсмических волн на ЭВМ.
Что касается текущих методов прогноза, то единственным приме няемым в настоящее время является геологический. Это надежный ме тод, однако он не дает оценки степени выбросоопасностй геологичес кого нарушения. Требуется разработать и внедрить в производство недорогие, технологичные и надежные методы оценки степени выбросоопасности геологических нарушений. В первую очередь это касается термометрического метода и метода оценки состояния массива по па раметрам электромагнитной эмиссии.
Остановимся на втором аспекте проблемы обеспечения безопасных условий труда при разработке выбросоопасных калийных пластов - предупреждении газодинамических явлений. На Старобинском месторож дении широко применяются в производстве камуфлетно-сотрясательное взрывание и дренажное бурение шпуров в кровлю. При камуфлетно-со- трясателъном взрывании значительно падает производительность гид ромеханизированных комплексов, повышается трудоемкость работ вслед ствие проведения передовой выработки й газосолевой лоток разрушающе действует на забойное оборудование. Кроме того, ликвидация послед ствий инициированного выброса - сложный и трудоемкий технологичес кий процесс, включающий обеспечение надежного проветривания, убор ку горной массы, приведение забоя, машин и механизмов в рабочее состояние. Профилактическая обработка выбросоопасных структур поз