ГЕОТЕХНОЛОГИЯ
Оригинальная статья
УДК 551.2:622.271.272 © Л.Д. Павлова, В.Н. Фрянов, С.М. Никитенко2, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 11S-2024 /1187/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-11S-146-151
Название
Прогнозирование устойчивости горных выработок при отработке трудноизвлекаемых запасов в зоне взаимного влияния открытых и подземных разработок
Авторы
Павлова Л.Д., доктор техн. наук, профессор, заведующая кафедрой прикладной математики и информатики, ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет», 654007, г. Новокузнецк, Россия, e-mail: ld_pavlova@mail.ru
Фрянов В.Н., доктор техн. наук, профессор кафедры геотехнологии, ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет», 654007, г. Новокузнецк, Россия
Никитенко С.М., доктор экон. наук, доцент, главный научный сотрудник лаборатории угольного машиноведения, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения
Российской академии наук», 650065, г. Кемерово, Россия, e-mail: nsm.nis@mail.ru
Аннотация
Выявлены закономерности изменения устойчивости подземных выработок и угольных целиков с учетом влияния технологических взрывов при открытой разработке угольных пластов. Предложена синусоидальная форма зависимости колебания точек массива горных пород при воздействии природных и техногенных сейсмических волн. Параметры зависимости предлагается устанавливать по результатам мониторинга микросейсмических событий с использованием датчиков системы GITS. Для предотвращения опасных производственных ситуаций в виде обрушения подработанных пород кровли, разрушения угольных целиков и угольного пласта в выемочной панели по результатам моделирования предлагается проводить прогнозирование геомеханических и геодинамических процессов и оптимизацию графиков проведения взрывных работ на разрезах и движения забоев очистных и подготовительных выработок на угольных шахтах.
Ключевые слова
Открытые горные работы, подземные выработки, разрушение пород, сейсмические события, технологические взрывы, трудноизвлекаемые запасы.
Список литературы
1. Сопровождение сейсмической станции АО «ОУК Южкузбассуголь». Отчет о научных исследованиях и опытно-конструкторских разработках, договор ДГЮК7-009012 от 01.01.2020. III, IV кварталы, Алтае-Саянский филиал ФИЦ ЕГС РАН; рук. А.А. Еманов. Новосибирск, 2020. 188 с.
2. Панин С.Ф. Особенности проявлений сейсмических активизаций на шахтах Кузбасса и организация сейсмического контроля за состоянием недр. Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. Сб. научных статей. Новокузнецк: СибГИУ, 2013. С. 259-263.
3. Семенова И.Э., Аветисян И.М. Оценка параметров взаимного влияния открытых и подземных горных работ в сложных геомеханических условиях // Горный журнал. 2021. № 1. С. 28-33. Semenova I.E., Avetisyan I.M. Estimation of open-pit / underground mining cross-effect in complicated geomechanical conditions. Gornyj zhurnal. 2021;(1):28-33. (InRuss.).
4. Тахташев А.Б., Назаров З.С., Мухаммадиев А.Р. Массив горных пород как нелинейная система, в которой происходит сейсмическое воздействие от взрывов на открытых горных работах // Universum: Технические науки. 2022. № 2(95). С. 1-4. T аkhtashev A.B., Nazarov Z.S., Mukhammadiev A.P. Rock mass as a nonlinear system in which seismic impact from explosions occur in open mining. Universum: Tekhnicheskie nauki. 2022;2(95):1-4. (In Russ.).
5. Khan M., He X., Song D., Tian X., Li Z., Xue Y. Extracting and predicting rock mechanical behavior based on microseismic spatio-temporal response in an ultra-thick coal seam mine. Rock Mech. Rock Eng. 2023;(56): 3725-3754. DOI: 10.1007/s00603-023-03247-w.
6. Majid Khan, Dazhao Song, Munawar Shah, Zhenlei Li. Evaluation, projection, and prevention of dynamic geological disasters: advances and applications of geophysical methods and numerical modeling. Frontiers in Earth Science. 2023;(11). https://doi.org/10.3389/feart.2023.1272107.
7. Qun Yu, Danchen Zhao, Yingjie Xia, Shengji Jin, Jian Zheng, Qingkun Meng, Chaoqian Mu and Jingchi Zhao. Multivariate Early Warning Method for Rockburst Monitoring Based on Microseismic Activity Characteristics. Frontiers in Earth Science. 2022;10:837333. DOI: 10.3389/feart.2022.837333.
8. D u J., Chen J., Pu Y., Jiang D., Chen L., Zhang Y. Risk Assessment of Dynamic Disasters in Deep Coal Mines Based on Multi-Source, MultiParameter Indexes, and Engineering Application. Process Saf. Environ. Prot. 2021;(155):575-586. DOI: 10.1016/j.psep.2021.09.034.
9. Wang C., Si G., Zhang C., Cao A., Canbulat, I. Location Error Based Seismic Cluster Analysis and its Application to Burst Damage Assessment in Underground Coal Mines. Int. J. Rock Mech. Mining Sci. 2021;(143):104784. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2021.104784.
10. Xie H., Li C., He Z., Li C., Lu Y., Zhang R. et al. Experimental Study on Rock Mechanical Behavior Retaining the In Situ Geological Conditions at Different Depths. Int. J. Rock Mech. Mining Sci. 2021;(138):104548. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2020.104548.
11. Геодинамическое районирование Южного Кузбасса / Т.И. Лазаревич, В.П. Мазикин, И.А. Малый и др. Кемерово: Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела – межотраслевой научный центр ВНИМИ. Кемеровское Представительство, 2006. 181 с.
12. Фрянов В.Н., Павлова Л.Д., Цветков А.Б. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2020618595. Программный комплекс для моделирования геомеханических процессов в структурно неоднородном геомассиве при взаимном влиянии системы подземных горных выработок. ФГБОУ ВО Сиб. гос. индустр. ун-т, Фед. служба по интеллект. собств., дата регистр. 30 июля 2020.
13. Горная геомеханика / В.Б. Артемьев, Г.И. Коршунов, А.К. Логинов и др. СПб.: Наука, 2011. 102 с.
14. Тюпин В.Н. Взрывные и геомеханические процессы в трещиноватых напряженных горных массивах . Белгород: ИД «Белгород» НИУ «БелГУ», 2017. 192 с. URL : https://www.geokniga.org/bookfiles/geokniga-vzryvnye-i-geomehanicheskie-processy-vtreshchinovatyh-napryazhennyh-gornyh-massi.pdf (дата обращения: 15.10.2024.
15. Методика прогнозирования прочности углей / С.Е. Чирков, Б.К. Норель, М.П. Мохначев и др. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1981. 29 с.
Поддержка
Статья подготовлена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла, утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации 11.05.2022 № 1144-р (Соглашение № 075-15-2022-1190 от 27.09.2022).
Для цитирования
Павлова Л.Д., Фрянов В.Н., Никитенко С.М. Прогнозирование устойчивости горных выработок при отработке трудноизвлекаемых запасов в зоне взаимного влияния открытых и подземных разработок // Уголь. 2024;(11S):146-151. DOI:10.18796/0041-5790-2024-11S-146-151.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 15.09.2024
Поступила после рецензирования: 21.10.2024
Принята к публикации: 31.10.2024
