Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД И ВЫРАБОТОК

Решение вопроса необходимости крепления горных выработок (выбор типа, вида, параметров и т.д. крепи) основывается на оценке их устойчивости. Инженерную оценку устойчивости и безопасной эксплуатации выработок на рудниках Хибинского массива следует проводить на основе критериев, учитывающих геологические характеристики массива пород (прочность, трещиноватость пород, напряженное состояние – первичные факторы) и горнотехнические условия возведения и эксплуатации выработок (изменение конфигурации очистных пространств, взрывные работы, различные операции технологических циклов – вторичные факторы). Вторичные факторы сказываются в изменении свойств пород по прочности, по интенсивности трещиноватости, устойчивости и в изменении напряженного состояния.

Свойства руд и пород хибинских апатито-нефелиновых месторождений.

Прочность пород.

По прочности на сжатие () породы и руды месторождений Хибинского массива подразделяются на 6 категорий (табл. 1).

Таблица 1 Классификация пород и руд по прочности Категория Качественная характеристика. Геологическая разновидность породы Содержание Р2О5,% (апатита, %) Предел прочности при одноосном сжатии , МПа I В высшей степени крепкие породы. Жильные и дайковые породы, титано-магнетитовые гнезда, жильные фации нефелиновых сиенитов ¾ >260 II Очень крепкие породы Пегматиты, сиениты (хибиниты, рисчорриты, лявочорриты, фойяиты), малиньиты, неравномернозернистые полевошпатовые уртиты, крупнозернистые луявриты, среднезернистые ийолит-уртиты, мельтейгиты, массивные уртиты, полевошпатовые ийолит-уртиты ¾ 170-260 III Крепкие породы Руды бедной зоны и вмещающие, обогащенные апатитом, крупнозернистые (блоковые) уртиты, сфеновые ийолиты, ийолиты с апатитом, сетчатые руды, бедные брекчии, блоковые руды, линзовидно-полосчатые руды £15% (£40%) 120-170 IV Породы средней крепости Линзовидно-полосчатые руды, мелкоблоковые руды, сфено-апатитовые породы, богатые брекчии с густопятнистым цементом. Руды богатой зоны: пятнистая, полосчатая, пятнисто-полосчатая. Метасоматические измененные породы >15% (>40%) 70-120 V Слабые породы Все разновидности пород в переходных зонах к окисленным породам ¾ 20-70 VI Очень слабые породы Все разновидности пород в раздробленных и разрушенных окисленных зонах ¾ <20

Трещиноватость пород.

По интенсивности мелкоблоковой трещиноватости () вмещающие породы и руды месторождений Хибинского массива подразделяются на пять категорий (табл. 2). Отнесение пород к той или иной категории по трещиноватости производится на основании данных геологической службы рудников, определяемой по методике (см. приложение 8).

Устойчивость пород и руд.

Особенностью руд и пород хибинских апатито-нефелиновых месторождений в пределах достигнутых глубин является отсутствие смещений на контуре горных выработок, проявлений пластичности, ползучести пород, при которых происходит уменьшение сечений выработок. Исходя из классификации руд и пород по прочности (табл. 1), интенсивности трещиноватости (табл. 2) и имеющихся данных о характере разрушения горных пород и состояния выработок, в качестве критериев определения категории устойчивости пород и руд принимаются характеристики их трещиноватости и прочности (табл. 3).

Таблица 2 Классификация пород и руд апатито-нефелиновых месторождений по интенсивности трещиноватости Категория Качественная характеристика пород и руд по трещиноватости Интенсивность трещиноватости , шт./пог.м I Монолитные   II Слаботрещиноватые 2-5 III Среднетрещиноватые 6-10 IV Сильнотрещиноватые 11-15 V Раздробленные и перемятые (разрушенные) >15

Напряженное состояние. Характерной особенностью апатитовых месторождений является действие в массиве сложного поля напряжений, обусловленного как гравитационным, так и тектоническими силами. На контуре выработки концентрация сжимающих напряжений в 2-3 раза выше, чем в массиве, в котором она пройдена.

В зависимости от соотношения величин действующих сжимающих напряжений на контуре выработок () и предела прочности пород на сжатие () приконтурный массив выработок может:

- не разрушаться, т.е. сохранять длительную устойчивость в породах 1-й категории по устойчивости или разрушаться в виде вывалообразования в породах 2 и 3-й категории по устойчивости ( < 0.3 );

- постепенно хруп­ко разру­шаться на контуре в ви­де шелушения и плитчатого рас­сло­ения пород, отслоения по трещинам (0.3 £ < 0.5 );

- разрушаться в виде стреляния пород, динамического заколообразова­ния, интенсив­ного шелушения пород (0.5£ < 0.8 );

- разрушаться в виде интенсивного стреляния пород и динамического заколо­образования, микроударов и горных ударов ( ³ 0.8 ).

1.3.2 Наличие и вид разрушений приконтурного массива (напряженное состояние массива) зависят от условий эксплуатации выработок. По условиям эксплуатации выработки подразделяются на две группы: - вне зоны влияния очистных работ, - в зоне влияния очистных работ.

В зоне влияния очистных работ горные выработки подвергаются воздействию сейсмовзрывных нагрузок, это может вызывать нарушение сплошности их приконтурного массива, дополнительное раскрытие имеющихся трещин и т.п.

На отдельных участках массива в зоне влияния очистных работ (в зонах опорного давления от очистных работ и от консоли покрывающих пород) действующие напряжения возрастают в 3-5 раз относительно напряжений в нетронутом массиве, что приводит к различным формам проявления горного давления в выработках (к хрупкому разрушению их приконтурного массива). При этом динамические нагрузки от взрывных работ могут активизировать процесс хрупкого разрушения во времени.

Определение категории состояния горных выработок. Под категорией состояния выработки понимается характеристика состояния ее приконтурного массива. Каждая категория состояния выработки соответствует определенному напряженному состоянию массива горных пород и зависит от категории устойчивости пород. Основные категории состояния выработок, пройденных в апатито-нефелиновых рудах и породах, приведены в табл. 4.

Таблица 4