Исследование геодинамики массива в зоне сопряжения очистных и подготовительных выработок

Abstract

Актуальность. При подземной разработке скальных металлических месторождений в зоне сопряжения очистных и подготовительных выработок динамика напряжений и деформаций осложняет процессы добычи руд и снижает эффективность производства. На участке сопряжения выработок деформации в породах служат источником локальных обрушений. Исследование механизма развития напряжений и деформаций в зоне вскрытия рудного тела горными выработками позволяет скорректировать параметры очистных работ, снижая результаты негативного проявления горного давления. Основными методами прогнозирования темпов развития горного давления являются натурные исследования с использованием геофизических и маркшейдерских методов. Полученные значения напряжений и деформаций являются основой для объективной оценки состояния массива в зоне сопряжения выработок. Результаты. По данным натурных исследований строили графики изменения деформации крепи во времени и пространстве вокруг выработки и оценивали механизм развития горного давления под влиянием горных работ. Определено, что массив характеризуется тремя участками действующих напряжений. Установлен незначительный рост напряжений в течение первых трех месяцев очистных работ, а также более медленные темпы нарастания напряжений в породе, чем в руде. Выявлено, что добыча руд в зоне сопряжения выработок по характеру развития деформаций подразделяется на три фазы, подчиняющиеся закономерностям. Выводы. Установленные закономерности развития напряжения в зоне ослабления массивом позволяют прогнозировать состояние массива с достаточной для управления детализацией, что дает возможность корректировать параметры разработки с получением экономического эффекта за счет уменьшения разубоживания руд и уменьшения опасности для горнорабочих.

Relevance. At underground mining of rocky metal deposits in the junction zone of treatment and preparatory workings, the dynamics of stresses and strains complicates ore mining and reduces production efficiency. At the site of conjugation of workings, deformations in rocks serve as a source of local collapses. The study of the mechanism of development of stresses and deformations in the zone of ore body opening by mine workings allows adjusting the parameters of the cleaning works, reducing the results of the negative manifestation of rock pressure. The main methods of predicting the rate of development of rock pressure are field studies using geophysical and surveying methods. The obtained values of stresses and strains are the basis for an objective assessment of the state of the array in the junction area of the workings. Results. According to the field studies, the authors have constructed the graphs of changes in the support lining in time and space around the mine and assessed the mechanism of rock pressure development under the influence of mining. It is determined that the array is characterized by three sections of the existing stresses. The authors established a slight increase in stresses during the first three months of refining, as well as a slower rate of increase of stresses in rock than in ore. It is revealed that ore extraction in the junction zone of workings is divided into three phases according to the nature of development of deformations, which obey the laws. Findings. The established patterns of tension development in the zone of weakening by an array make it possible to predict the array state with details sufficient for controlling, that allows adjusting the development parameters to obtain the economic effect by reducing the dilution of ores and reducing the risk to workers.