Опыт проведения мощного массового взрыва в условиях высокого горного давления на Шерегешевском месторождении Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

руды из всех выпускных воронок панели. Так, например, выпуск горной массы в блоке № 27 с соблюдением планограммы, предусматривающий равномерный выпуск руды из всех воронок, позволил снизить

тенсивность проявления горного давления в намической форме.

Выявлено, что с увеличением интенсивности выпуска от 300 до 1250 т/сут в различные периоды времени снижается сейсмическая энергия толчков от 105 до 102 Дж и менее.

Таким образом, проведенные исследования показали, что, изменяя порядок и интенсивность выпуска руды, можно в определенных пределах распределять динамические явления с личной энергией в массиве горных пород при массовом обрушении руд и обеспечивать безопасность горных работ в шахтах.

------------------СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Еременко А.А., Скляр Н.И. Влияние геологических нарушений на удароопасность массива горных пород // ФТПРПИ. -1999. - № 1. -С. 14-20.

2. Курленя М.В., Еременко А.А., Матвеев И.Ф., Гайдин А.П. Влияние массовых взрывов на сейсмическую энергию динамических явлений в массиве горных пород. Горный журнал. -1996. - № 5. - С. 12-14.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------------------

Еременко Андрей Андреевич — доктор технических наук, Институт горного дела Сибирского отделения РАН. Еременко Виктор Андреевич — кандидат технических наук, Институт горного дела Сибирского отделения РАН. Петин Владимир Владимирович — горный инженер, Институт горного дела Сибирского отделения РАН. Шипеев Олег Васильевич — горный инженер, Таштагольский рудник ОАО «Кузметкомбинат».

© А.А. Еременко, И.В. Машуков, П.А. Филиппов, А.П. Гайдин, В.Н. Филиппов, 2002

УДК 622.235:65.11:622.831.32

А.А. Еременко, И.В. Машуков, П.А. Филиппов, А.П. Гайдин, В.Н. Филиппов

ОПЫТ ПРОВЕДЕНИЯ МОЩНОГО МАССОВОГО ВЗРЫВА В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ШЕРЕГЕШЕВСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Н

а Шерегешевском месторождении нашла применение система разработки этажного принудительного обрушения с взрывной отбойкой руды пучками сближенных сква-жинных зарядов ВВ различной конфигурации.

С понижением горных работ на глубину от дневной поверхности от 300 до 600 м и более возросло горное давление. Максимальное главное напряжение в нетронутом массиве в 2,6 раза больше вертикального. В зоне влияния очистных работ максимальное главное напряжение направлено

вкрест простирания рудного тела и по величине в 2 раза превышает напряжение в нетронутом массиве горных пород [1].

Первые проявления горного давления в динамической форме зарегистрированы на глубине 160 м в выработке,

расположенной в зоне влияния очистных работ, и в настоящее время их насчитывается более 65, в том числе 8 толчков с сейсмической энергией от 102 до 107 Дж. К удароопасным и стреляющим породам и рудам на месторождении относятся: сиениты,

гранаты, роговики, альбитофиры,

Рис. 1. Схема расположена I выработок в блоке № 29-32 1 - орт; 2 - веера скважин; 3

жин; 5 - горизонтальные

скважины; 6 - обрушенные породы; 7 - компенсационная камера; 8 - камерные заряды

имеющие средний предел прочности на одноосное сжатие 90-160 МПа, модуль упругости 6,9-11,8 Па и коэффициент Пуассона 0,2-0,3.В рудной зоне месторождения насчитывается семь участков, из них подготовительные и очистные работы ведутся на трех: Болотном, Главном и Новый Шерегеш. Большая часть запасов руды участка Главный сосредоточена в этажах (325)-(465) м, который характеризуется высокими тектоническими напряжениями.

Обрушаемый блок № 29-32 в этаже (325)^(395) м расположен в пределах опорного целика между участками Главным и Болотным, который образовался в результате встречной выемки руды. Целик испытывает нагрузки вкрест простирания рудного тела со стороны вмещающих пород на уменьшенную площадь опоры.

Рис. 2. Схема расположения пучковых сближенных зарядов ВВ на буровом горизонте блока.

1 — пучки сближенных скважинных зарядов ВВ; 2 — компенсационные камеры; 3 — восстающая выработка; 4 — обрушенные породы

Сложная геомеханическая ситуация наблюдалась перед массовым взрывом. Проводимые технологические взрывы с массой зарядов ВВ, равной 1,5^7,9 т, по оформлению

подсечного пространства в блоке, вызывали динамические явления в шахте с энергетическим классом 7,5^8. В результате этого в выработках происходило обрушение горных пород, интенсивное заколообразование и отслоение кусков породы, сопровождаемое звуком.

Рудное тело в пределах блока, мощностью 90-100 м, сложного строения, чередующееся безрудными прослоями - до 10-15 м. Магнетитовая руда массивной структуры. Коэффициенты крепости руд и пород по шкале М.М. Протодьяконова соответственно равны 12-14 и 16-18. Тектоника представлена в виде трещин скола различной ориентировки и падения.

Взрыв по блоку № 29-32 впервые в подземных условиях произведен с суммарной массой ВВ, равной 700 т, пучковыми сближенными скважинными зарядами и частично камерными зарядами на компенсационные камеры и зажатую среду. При этом обрушено более 1400 тыс. т руды.

Ширина блока 50-70, длина бурового горизонта - 120, высота - 90 м. Линия наименьшего сопротивления 5 м, удельный расход ВВ на отбойку составил 0,496 кг/т.

Потолочину блока обуривали пучками восходящих и горизонтальных скважин, а также располагали камерные заряды; подсечка -траншейная, оформленная зарядами, размещенными в восходящих веерах скважин (рис. 1).

Предусматривалось образование трех компенсационных камер путем взрывания сближенных зарядов ВВ на отрезные восстающие. Ширина щелей 8,5-12,5, длина 22,5-25 м (рис. 2).

Массовый взрыв произведен с использованием двадцати интервалов замедления (0,20^100, 125^200, 250 мс^1 с, 2 с), при этом масса зарядов ВВ колебалась от 8,8 до 73,2 т (рис. 3).

В соответствии с проведенными расчетами (согласно ЕПТБ при взрывных работах) определен радиус «опасной зоны», равный 700 м, в которой оказались отдельные сооружения шахты и жилые здания на старом поселке Шерегеш.

Рис. 3. Распределение массы зарядов ВВ по интервалам замедления

Сейсмостанция «Таштагол», на- Удароопасность массива горных Рис. 4. Типовая сейсмограмма взрыва

ходящаяся на расстоянии 20 км от пород была оперативно определена

очага взрыва, зарегистрировала параметром К, из выражения [2]

сейсмическое явление с энергетиче- __________________________________

ским классом 10,3 (рис. 4). Проведенный макросейсмический анализ в районе поселка Шерегеш показал, что ни одно жилое здание и промышленное сооружение не пострадало. Однако интенсивность колебаний ощущалась людьми на дневной поверхности. Установлено, что сейсмическое воздействие взрыва на горный массив находилось на уровне 1-4 баллов по шкале С.В. Медведева для горных взрывов или шкалы МSK-64 для землетрясений (по данным ИДГ РАН).

К =------,

J • е

где Е - сейсмическая энергия взрыва; 3 - полная удельная работа взрыва заряда ВВ; <2 - масса заряда ВВ.

Параметр К показал, что напряжения в массиве горных пород достаточны для динамических явлений с сейсмической энергией 103^106 Дж. При этом по истечении 5-6 ч после взрыва были зарегистрированы еще два толчка с энергией 103 и 105 Дж.

По результатам выпуска руды из блока удельный расход ВВ на вторичное дробление составил 0,05 кг/т.

Опыт производства мощного массового взрыва в условиях высокого горного давления показал, что распределение массы ВВ по двадцати интервалам замедления (от 0 до 2 с) с максимальной массой заряда ВВ, равного 73 т при замедлении 250 мс, позволило снизить гео-динамическую активность горного массива с достижением качественного дробления руды.

----------------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Указания по безопасному ведению горных работ на ме- 2. Еременко А.А., Гайдин А.П., Ваганова В.А., Еременко В.А.

сторождениях Горной Шории, склонных к горным ударам. Вос- О критерии удароопасности массива горных пород//ФТПРПИ. -

тНИГРИ, ВНИМИ, Новокузнецк, 1991. - 90 с. 1999. - № 6. - С.44-47.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------------

Еременко Андрей Андреевич — доктор технических наук, Институт горного дела Сибирского отделения РАН. Машуков Игорь Владимирович — кандидат технических наук, ВостНИГРИ.

Филиппов Петр Алексеевич — кандидат технических наук, ОАО «Шерегешское РУ».

Гайдин Андрей Павлович — кандидат технических наук, ОАО «Шерегешское РУ».

Филиппов Владимир Николаевич — горный инженер, ОАО «Шерегешское РУ».