ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат проведения научно-исследовательской работы.

Работа решалась применительно к условиям Тырннаузского вольфрамомолибденового месторождения комбинированным открыто-подземным способом. Месторождение представлено мощными крутопадающими рудными телами. Для детализации механизма влияния структурных факторов на устойчивость рудовмещающего массива выполнен анализ инженерно-геологических материалов, разработана инженерно-геологическая модель участка руд в прикаръерном массиве Тырннаузского месторождения и выделены инженерно-геологические элементы (Табл.1).

Месторождение расположено в зоне воздействия остаточных тектонических сил, в результате чего напряженное состояние массива горных пород по величине и направлению действия главных составляющих поля напряжений существенно отличается от геостатического закона распределения. Массив с такой природной нарушенностью не может сохранять устойчивости в течении длительного времени. Оценка напряженного состояния массива показала, что направление действия напряжений от веса вышележащей толщи пород отклонено от вертикали на угол до 30є. Минимальная составляющая поля напряжений вдоль простирания месторождения. Для выявления закономерностей деформирования массива горных пород использованы маркшейдерских замеров. Для отработки запасов в прикарьерной зоне месторождения предусматривается применение системы разработки камерами в две очереди с закладкой выработанного пространства материалами, создаваемыми инъецированием цементными растворами раздробленных пород. При принятой системе разработки разубоживание руды закладочным материалом достигает до 6-10%.

Определение абсолютных величин напряжений в массиве осуществляли комплексным методом, включающим: электрометрию, маркшейдерское нивелирование реперов и полной разгрузкой. Исследования показали, что параметры напряжения деформированного состояния массива в условиях высокогорья зависят от тектонических полей напряжений и от рельефа местности, элементы рельефа являются источниками дополнительных нагрузок, влияющих на уровень концентрации и характер распределения напряжений в массиве горных пород. Исследования показали что карьерная схема изменяет характер нагружения элементов геомеханической системы: максимальное значение растягивающих напряжений смещено в наиболее удаленный от поверхности откоса угол камеры. Подземные выработки разгружают массив борта и изменяют положение зон разгрузки и опорного давления карьера. Условие самоупрочнения рудовмещающих пород определяется соответствием размеров выработок предельно допустимым значением параметров погашения. Высота искусственного массива, при которой целостность поверхности гарантирована;

h- высота выработанного пространства,

- расстояние от зоны очистных работ до поверхности,

- угол наклона выработанного пространства,

m- ширина очистного пространства,

- коэффициент концентрации напряжений,

k - коэффициент разрыхления материала заполнителя пустот,

К - коэффициент структурного ослабления пород

Управление геомеханическим состоянием прикарьерного массива осуществляется воздействием на него различными способами. Напряженность пород создается массой нагрузки в пределах зон влияния выработок. Условия устойчивости напряженно-деформированной системы:

напряжение в нетронутом массиве, мПа;

- напряжение в прилегающей к пустотам части массива, испытывающей влияние горных работ, мПа,

- напряжение в массиве из твердеющей закладки, мПа.

Предлагаемое условие обеспечения геомеханической сбалансированности массива основано на учете напряжений при формировании закладочных массивов из разнопрочных составов и позволяет путем изменения технологических параметров погашения выработанного пространства регулировать упрочнение закладочного массива и тем самым определить величину ее пригрузки и нормативную прочность. При использовании закладочных составов различной прочности напряжения, создаваемые в результате подбора материалом-заполнителем пустот, складываются из совокупного влияния всех элементов управления.

Одним из основных недостатков двухстадийного порядка отработки запасов является обрушение руды из стенок при выемки первичных камер с уменьшением запасов вторичных камер приходится взрывать вместе с рудой и часть закладки, попавшей в контуры камеры. Для оптимального выбора порядка отработки запасов руд в прикарьерной зоне необходимы более точные знания о внутренних связях конструктивных и эксплутационных характеристик массивов твердеющей закладки и напряженного состояния рудовмещающего массива. Исследования закономерностей взаимодействия разрушенных геоматериалов и рудовмещающих массивов позволии разработать технологические решения обеспечивающие необходимые поддерживающие свойства закладочного массива при отработке запасов руд в прикарьерной зоне. Основу технологий составляют варианты камерных систем разработки со сплошной выемкой руды и закладкой выработанного пространства.

Выемку запасов камеры ведут в одну стадию, без разделения участка месторождения на камеры. Очистные работы начинают с отработки потолочины высотой 8-10 м и заполнения выработанного пространства твердеющей закладкой повышенной прочности. После чего приступают к работам по отрезной щели путем взрывания глубоких скважин на отрезной восстающей. Всю отбитую руду при отбойке отрезной щели выпускают и приступают к отбойке руды на подэтажах. Отработку ведут с опережением вышележащих нижележащими подэтажами. После очередного взрывания выпуск отбитой руды производят из соответствующих дучек и приступают к закладке выработанного пространства дроблеными породами вскрыши. Закладку подают, чтобы она располагалась по отношению к целиковым частям подэтажей под углом естественного откоса. Для повышения устойчивости закладочного массива поверхность дробленных пород инъецируют песчано-цементным раствором. Дальнейшую выемку запасов руды в камере производят прирезками одинаковой ширины, с отбойкой руды на наклонные слои породной закладки. Дальнейшую отбойку руды на подэтажах вели на поверхность массива из породной закладки шестиметровыми прирезками. Для предотвращения попадания закладки в отбитую руду при отработке смешанных камер по линии простирания месторождения формировали под углом 60-65є и пропитывали наклонную поверхность породно-цементной закладки песчано-цементным раствором.

Разработанная технология отработки запасов, подработанных открытыми и подземными горными работами, позволяет использовать действие взрыва для упрочнения закладки. Упрочнение закладочного массива позволяет использовать для закладки камер составы с расходом вяжущего в 1,6-2,5 раза ниже. Значительно снижаются потери в закладке и разубоживание руды закладочным материалом на контакте с вертикальными обнажениями.