Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений
Розглянуто результати науково-технічного розвитку методів та технологій безпечної підземної розробки уранових родовищ України, Російської Федерації, Казахстану та інших держав близького зарубіжжя. The results of scientific and technical development of methods and technologies of safety underground m...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Національна академія наук України
2008
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5598 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений / В.И. Ляшенко, А.Х. Дудченко, А.А. Ткаченко // Екологія довкілля та безпека життєдіяльн. — 2008. — № 4. — С. 34-42. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859609547457429504 |
|---|---|
| author | Ляшенко, В.И. Дудченко, А.Х. Ткаченко, А.А. |
| author_facet | Ляшенко, В.И. Дудченко, А.Х. Ткаченко, А.А. |
| citation_txt | Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений / В.И. Ляшенко, А.Х. Дудченко, А.А. Ткаченко // Екологія довкілля та безпека життєдіяльн. — 2008. — № 4. — С. 34-42. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Розглянуто результати науково-технічного розвитку методів та технологій безпечної підземної розробки уранових родовищ України, Російської Федерації, Казахстану та інших держав близького зарубіжжя.
The results of scientific and technical development of methods and technologies of safety underground mining of Ukraine, Russian and Kazakhstan uranium deposits are considered in this article.
|
| first_indexed | 2025-11-28T10:26:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
34
АКТуАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМы
Подземная разработка урановых месторождений
характеризуется сокращением рудных площадей,
снижением содержания металла в руде, ухудше-
нием горно-геологических и горнотехнических
условий при дефиците технических и материаль-
ных ресурсов и усилением факторов экологии,
повышением требований к безопасности жизне-
деятельности человека. Поэтому создание и вне-
дрение научно-технических основ природоохран-
ных технологий подземной разработки урановых
месторождений с учетом геомеханического обо-
снования оптимальных параметров и схем ведения
горных работ, рациональных способов управления
горным давлением, прочности и составов твер-
деющей закладочной смеси, порядка отработки
рудных залежей, экономически целесообразной
интенсивности производственных процессов, обе-
спечивающих повышение безопасности подземной
разработки урановых месторождений при сохра-
нении земной поверхности, – важная научная и
практическая задача.
Практикой отработки месторождений, локали-
зованных в скальных массивах, доказано, что для
управления их состоянием в большей мере приме-
нима известная теория М.М. Протодьяконова (1933),
в соответствии с которой на выработку действует
лишь масса пород, заключенных в пределах свода,
высотой значительно меньшей глубины работ. В
дальнейшем эта теория конкретизирована. В част-
ности, В.Д. Слесарев (1948) установил решающий
параметр – сопротивление разрыву горных пород,
образующих балку; А.А. Борисов (1964) увязал ее
с устойчивостью слоя пород в кровле выработки;
С.В. Ветров (1975) определил устойчивое положе-
ние выработки как равенство между прочностью
заклинивающихся пород, образующих шарнирную
арку массивом в пределах свода естественного
равновесия [4]. Устойчивость массива обеспечива-
ется при условии достаточной механической проч-
ности нижнего ряда заклинивающихся структурных
блоков, пригруженного массивом пород в пределах
свода естественного равновесия [1–15].
В последующем определено, что сохранение
земной поверхности от разрушения обеспечива-
ется регулированием уровня напряжений в раз-
нопрочных участках, взаимоувязкой выемки руды
во времени, пространстве и степени ее подготов-
ленности к добыче и на этой основе предложены
новые природоохранные и ресурсосберегающие
технологии и технические средства, которые дали
положительные результаты при подземной раз-
работке урановых месторождений Российской
Федерации, Казахстана и Украины. Ниже приво-
дятся дополнительные научные и практические
результаты по геомеханическому обоснованию без-
опасности подземной разработки урановых место-
рождений Украины природоохранными техноло-
гиями с заполнением выработанного пространства
твердеющими закладочными смесями различного
состава и прочности с участием авторов.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИй
Геометрические параметры камер должны обеспе-
чивать устойчивость обнажений массива без значи-
тельных обрушений (не более 300 м3), препятствую-
щих отработке запасов эксплуатационного блока.
Методы определения геометрических параметров
камер авторы разделяют на две группы: аналити-
ческие и эмпирические. Аналитические методы
базируются на положениях теории упругости и пла-
стичности, но незнание первоначального напря-
женного состояния, недостаточная точность кон-
стант физико-механических свойств массива сни-
жают эффективность этих методов. Эмпирический
метод основан на применении графического ана-
лиза данных с использованием закономерностей и
функциональных зависимостей. Примерами служат
УДК 622.274.4: 622.013:622.273
НАуЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВы ПРИРОДООХРАННыХ ТЕХНОЛОГИй
ПОДЗЕМНОй РАЗРАБОТКИ уРАНОВыХ МЕСТОРОЖДЕНИй
В. и. Ляшенко, А. Х. Дудченко, А. А. Ткаченко –
ГП «Украинский научно-исследовательский и проектно-изыскательный институт промышленной техноло-
гии», г. Желтые Воды
Розглянуто результати науково-технічного розвитку методів та технологій безпечної підзем-
ної розробки уранових родовищ України, Російської Федерації, Казахстану та інших держав
близького зарубіжжя.
The results of scientific and technical development of methods and technologies of safety
underground mining of Ukraine, Russian and Kazakhstan uranium deposits are considered in this
article.
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
35
метод функциональных характеристик для разра-
ботки инструкций по определению геометрических
параметров этажно-камерных систем разработки в
Кривбассе, а также метод ВНИМИ по установлению
размеров камер и целиков при камерных системах
разработки руд цветных металлов [1–5].
Напряженное состояние массива горных
пород, определяющее устойчивость у обнажения
выработки, формируется под влиянием горно-
геологических факторов, из которых главными
являются: трещиноватость пород; глубина разра-
ботки; угол наклона обнажения к горизонту; экви-
валентный пролет обнажения; время существова-
ния обнажения; характер опоры или очередность
подработки.
Устойчивость обнажения (здесь и далее рас-
сматривается только плоская его форма) при длине
выработки, соизмеримой с ее шириной (справедли-
во для всех случаев, когда соотношение размеров
длинной (а) и короткой (в) сторон обнажения удо-
влетворяет условию а/в < 2,5), а также при различ-
ных размерах и формах опорного периметра обна-
жения характеризуется величиной эквивалентного
пролета (Lэкв) и при бесконечной длине (а/в > 2,5)
– размером короткой стороны обнажения.
Расчеты параметров выполнены исходя из сле-
дующих условий: руда и вмещающие породы устой-
чивые средней трещиноватости, крепость по шкале
проф. Протодьяконова 12–18, угол падения залежей
больше 500; при мощности рудных тел 3–15 м при-
меняется система разработки подэтажными штре-
ками и больше 15 м – подэтажными ортами (рис. 1).
Высота этажа 60 и 70 м, подэтажей 15–18 м; порядок
отработки подэтажей почвоуступный, бурение вос-
ходящими веерами скважин диаметром 57 и 65 мм;
пустоты погашаются твердеющей закладкой проч-
ностью от 1,5 до 6,0 МПа.
Для обеспечения безопасности горных работ
в зоне влияния пустот отработанных камер выпол-
нено: прогноз напряженно-деформированного
состояния (НДС) горного массива и оценка усло-
вий динамического проявления горного давления;
организация системы геомеханического монито-
ринга за НДС горного массива и устойчивостью
обнажений камер; оснащение шахт аппаратурой
и приборами для проведения геомеханического и
сейсмического мониторингов; обучение персона-
ла шахт проведению наблюдений и контроля НДС
горного массива.
ИСХОДНыЕ ДАННыЕ ПО ТВЕРДЕЮЩЕй ЗАКЛАДКЕ
Устойчивость горизонтальных и вертикальных
обнажений закладки находится в прямой зависимо-
сти от качества закладочной смеси, времени твер-
дения и монолитности (рис. 2). Прочность контакта
порода – закладка на изгиб и растяжение равна
прочности закладки по этим показателям. Угол
внутреннего трения (ρ) принят 320. Монолитность
закладки зависит от степени расслоения смеси в
перерывах при закладке камер. Изменение соот-
ношения составляющих компонентов в расслоив-
шейся части закладки уменьшает более чем на 1/3
расчетные прочностные свойства.
При определении предельного эквивалент-
ного пролета горизонтального обнажения высота
монолитного слоя закладки, под который непо-
средственно выходят нижележащие камеры,
должна быть не менее 4 м. На эту высоту камеры
необходимо закладывать без перерывов в работе
закладочной установки, при придании закладке в
нижней ее части плоской или сводчатой формы.
Поверхность отбитой руды перед закладкой каме-
ры должна быть выровнена за счет регулирования
выпуска руды.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНыХ ПАРАМЕТРОВ КАМЕР
Оценкой устойчивости обнажений руды, вмещаю-
щих пород и закладки является допустимый эквива-
лентный пролет. Допустимый эквивалентный про-
лет горизонтального и вертикального обнажения
закладки определяется согласно формулам [3–5]:
экв
из сл
з з
Lг h
К
=
⋅
⋅
2σ
γ
, м; (1)
экв
м
з з
Lв С
К
ctg=
⋅
+
2
45
2
0
γ
ρ
( ), м, (2)
где σиз – предел прочности закладки на изгиб, т/м2;
hсл= 4 – толщина нижнего монолитного слоя заклад-
ки, м; γз – плотность закладки, т/м3; Кз – коэффициент
запаса, ед. (по данным практического внедрения
предложенной методологии в течение 35 лет Кз
изменялся от 1,5 до 2,5); См –коэффициент сцепле-
ния, т/м2; ρ = 32о – угол внутреннего трения, град.
Устойчивость обнажений с вероятностью
0,023–0,067 обеспечивается при условии lэкв ≤ lдоп.. Здесь
lдоп. – допустимый пролет обнажения, м. Пустоты отра-
ботанных камер не оказывают влияния на дневную
поверхность при условии Нг > Hр. Здесь Нг – глубина
расположения кровли пустот, м; Hр – расчетная
высота зоны опасных сдвижений, м.
Геометрические параметры камер: длина (а),
ширина (в) и высота (Н), а также величины экви-
валентного горизонтального и вертикального про-
летов, обеспечивающие устойчивость закладочного
массива, находятся по известным зависимостям [12].
В первичных камерах допустимый эквивалент-
ный пролет обнажений зависит от крепости вмеща-
ющих пород руды и глубины разработки (рис. 3–5).
Эквивалентный пролет горизонтального обнаже-
ния при мощности рудных тел до 3 м и прочности
закладки на сжатие более 3,0 МПа может быть
неограниченной длины. Геометрические параме-
тры системы разработки подэтажных штреков для
рудных залежей с горизонтальной мощностью до
15 м, когда длина камеры по простиранию в 2–3
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
36
Рис. 1. Система разработки подэтажными штреками (ортами) с заклад-
кой выработанного пространства твердеющей смесью:
а – подэтажные штреки; б – подэтажные орты; 1…4 – последовательность извлечения запасов камер в блоке
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
37
раза и более превышает ширину (мощность), при-
водятся ниже.
Для условий защемления по периметру непра-
вильной (отличной от прямоугольной) формы экви-
валентный пролет определяется согласно формуле:
Lэкв= 2,5*S/Ро , (3)
где S – площадь обнажения,м2; Ро – длина опорного
периметра, м.
Критерий устойчивого состояния примыкаю-
щей к обнажению краевой части массива горных
пород определяется согласно формуле
Lэкв≤ Lдоп= Lэо/1,1, (4)
где Lэо – предельный пролет перед массовым обру-
шением горных пород (объемом более 250 м3),
определенный опытным путем, м; Lэдоп – предельно
допустимый пролет обнажения выработки беско-
нечной длины, м.
По известным величинам эквивалентного про-
лета определяется длина и ширина обнажения из
выражений:
a
в
в
Lэкв
=
−
2
1
; в
а
а
Lэкв
=
−
2
1
. (5)
Предельно допустимый эквивалентный пролет
обнажения определяется по зависимостям, уста-
новленным статистической обработкой шахтных
наблюдений, учитывающих все влияющие факторы.
ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ ОТРАБОТКИ И ЗАКЛАДКИ
КАМЕР НА уСТОйЧИВОСТЬ ОБНАЖЕНИй
Большое значение для устойчивости обнажений
массива имеет интенсивность отработки и заклад-
ки камер. Проведенные исследования показали,
что величина устойчивого эквивалентного пролета
обнажения (Lэкв) и время его существования (t) нахо-
дятся по зависимости: L2
экв t=const.
Для камер, выходящих под заложенное про-
странство, значение временного коэффициента
Рис. 2. Прочностные характеристики закладки в зависимости от периода твердения (t):
1, 2, 3– соответственно, коэффициент сцепления, предел прочности на из-
гиб и растяжение, МПа; ключ: А–В–С; А–D–E; А–К–F.
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
38
изменяется от 0,76 до 1,10, а для выходящих под
рудный массив – от 0,92 до 1,23.
Повышение интенсивности работ в 2–3 раза
позволило снизить нормативную прочность твер-
деющей закладки с 8,5 до 3,5 МПа, в 1,5–2 раза
сократить расходы вяжущего, использовать низ-
косортные пески и отходы горно-обогатительного
производства. В результате решена проблема дефи-
цита инертных заполнителей и на 30–50 % снижена
себестоимость закладочных работ.
Для урановых месторождений Казахстана
сформулированные задачи решались с примене-
нием теории предельного свода естественного
равновесия по методике С.В. Ветрова [4]. В кровле
выработки по геологической документации (планы
и разрезы) выявляли ослабляющие системы тре-
щин, разделяющие массив на структурные блоки,
определяли их размеры и положение в простран-
стве. Величину устойчивого пролета плоской неза-
крепленной кровли между целиками, поддержи-
вающими породы внутри предельного свода есте-
ственного равновесия, рассчитывали на основе
представления о распределении действующих сил
в своде естественного равновесия (вертикальной
силы Q, касательного усилия Т и реакции опоры R).
При этом для разнонарушенных пород основной и
непосредственной кровель формулы С.В. Ветрова
уточнены с учетом сохранения плоской формы,
исходя из условия равенства моментов сил от дей-
ствия массива пород и распора под сводом влияния
выработки согласно формулам:
L
R d
ko
сж o o=1 71
10 2
2
3,
ν
γ
; (6)
L d
R
k bн н
сж=1 49
10
2,
γ
, (7)
где Lo – пролет обнажения основной кровли, м; Rсж –
предел прочности пород на сжатие, Н/см2; d2
о2 –
вертикальный размер структурных блоков пород
основной кровли, м; νо – коэффициент устойчиво-
сти пород; k – коэффициент запаса устойчивости
плоского обнажения (k = 2,5–3,0 в первой стадии
погашения при очистных работах); γ – плотность
пород, т/м3; Lн – пролет обнажения непосредствен-
Рис. 3. Номограмма для определения предельного эквивалентного про-
лета обнажения краевой части среднетрещиноватого массива
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
39
Рис. 4. Номограмма для определения предельного эквивалентно-
го пролета обнажения потолочин для горного массива:
1 – сильнотрещиноватого; 2 – среднетрещиноватого; 3 – слаботрещиноватого
Рис. 5. Номограмма для определения предельного эквивалентного про-
лета обнажения висячего бока для горного массива:
1 – сильнотрещиноватого; 2 – среднетрещиноватого; 3 – слаботрещиноватого
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
40
ной кровли, м; dн2 – вертикальный размер струк-
турных блоков пород непосредственной кровли,
м; b – мощность отслаивающейся пачки непосред-
ственной кровли, м.
Пролеты без крепления в породах непосред-
ственной кровли в ряде случаев оказывались нена-
дежными, так как заклиниванию блоков препят-
ствует выпадение клиновидных блоков из кровли.
Ненадежность пролетов непосредственной кровли
повышали скреплением отдельных слоев штан-
говой крепью. В этом случае допустимый пролет
закрепленного плоского обнажения непосред-
ственной кровли L3 рассчитывается по формуле: L3 =
mLн, где m – коэффициент устойчивости, зависящий
от числа скрепляемых штангами слоев (изменяется
в пределах 2 – 9).
ЗАВИСИМОСТЬ ЭКВИВАЛЕНТНОГО ПРОЛЕТА
ОБНАЖЕНИЯ ОТ ХАРАКТЕРА ОПОРы
Обнажение массива, имеющее в качестве одной
несущей опоры твердеющую закладку, отнесе-
но к обнажениям второй очереди подработки.
Обнажения, имеющие две и более несущих опоры
из закладки, отнесены к третьей очереди подра-
ботки. Обнажения, не имеющие контакта с твер-
деющей закладкой, а также опирающиеся длин-
ными сторонами (когда длина больше ширины в
2–2,5 раза) на горный массив, отнесены к первой
очереди подработки. Для обнажений первой, вто-
рой и третьей очередей подработки в камерах с
закладкой вводятся поправочные коэффициенты,
представленные в формулах: L’
эквдоп = 1,15 L’’
эквдоп =
1,35L’’’
эквдоп; L’’
эквдоп =0,87 L’
эквдоп = 1,18L’’’
эквдоп; L’’’
эквдоп =1,15
L’
эквдоп = 1,35L’’
эквдоп; где L’
эквдоп, L’’
эквдоп, L’’’
эквдоп – соответ-
ственно допустимые эквивалентные пролеты для
обнажений первой, второй и третьей очереди под-
работки, м.
В камерах последующих очередей отработки при
сплошной выемке могут присутствовать одновремен-
но обнажения всех трех очередей подработки.
РАССТОЯНИЕ МЕЖДу ПОЛЕВыМИ ШТРЕКАМИ
И РуДНыМИ ЗАЛЕЖАМИ
При камерных системах разработки с твердеющей
закладкой расстояние от полевых штреков до руд-
ной залежи для лежачего (Рлеж) и висячего (Рвис) выра-
жено следующими зависимостями от мощности (М)
и высоты этажа (Н): Рлеж =1/6(М+Н); Рвис =Рлеж+3.
Наблюдения за состоянием выработок и вме-
щающих пород в приконтактных зонах дают осно-
вание считать, что увеличение расстояния от поле-
вых штреков на основных горизонтах до рудных
залежей должно быть не более 15 м по лежачему
боку и 18 м – по висячему.
РАЗРАБОТКА СБЛИЖЕННыХ ЗАЛЕЖЕй
Урановые месторождения Украины состоят из боль-
шого количества отдельных рудных залежей, мно-
гие из которых разделены сравнительно неболь-
шими прослойками пустой породы. Влияние пустот
отработанных камер при параллельной отработке
вкрест простирания рудных залежей определяется по
формуле:
a
dn
K Н m m mк
сж=
⋅ ⋅
⋅ ⋅ + +
4 10
2
3 6
3 2 2
1 2 3
2
σ
γз ( )
, (8)
где ак –длина камеры по простиранию, м; Кз – коэф-
фициент запаса прочности в зависимости от тре-
щиноватости; γ – плотность вмещающих пород,
кН/м3; m1, m2 – мощность сближенных залежей, м;
Н – глубина разработки до нижней отметки, м; m3 –
фактическая мощность прослойки, м; dn – мощность
(толщина) прослойки, м; σсж – прочность породной
прослойки на сжатие, МПа.
С уменьшением угла падения рудной залежи
допустимая длина камеры уменьшается и рассчи-
тывается с учетом изменения коэффициента рас-
пора прослойки и ее толщины, которая уточняется
по формуле Трифонова Ю.В. [3]: = dn(sinα+λcosα)2,
где dα – толщина прослойки, м; α – угол падения
залежи, прослойки, град.; λ = 0,8 – коэффициент
распора, ед.
Тогда с учетом угла наклона формула (8) имеет вид:
a
dn
K Н m m mк
сж=
+ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ + +
4 10
2
3 2 3 6
3 2 2
1 2 3
2
[(sin cos ) ]
( )
α λ α σ
γз
. (9)
Пустоты в сближенных залежах мощностью m1
и m2 не оказывают влияния на устойчивость обна-
жений при условии d ≥ dn. Здесь d – фактическая
по условиям отработки рудных залежей мощность
прослойки, м; dn – допустимая мощность прослой-
ки, м. При m1 + m2 + d ≥ 70 и при m1 + m2 + d ≤ 70 – по
формулам (8, 9).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕйСМОБЕЗОПАСНОй МАССы
ЗАРЯДА ВВ ПРИ ВЗРыВНыХ РАБОТАХ
Сейсмобезопасная масса заряда на одно замедле-
ние (Q) в зависимости от прочности и расстояния (r)
до ближайшей одновременно работающей в этаже
камеры определяется следующей формулой:
Q
g
C
rр з
p
=
⋅ ⋅
⋅ ⋅
⋅
2 1000
85
2 34
3σ
γ
. .
,
, кг, (10)
где σр.з. = 0,1 σсж – временное сопротивление рас-
тяжению закладки, кг/см2; g – ускорение силы тяже-
сти; γ = 2,3 г/см3 – плотность закладки; Ср – скорость
распространения продольных волн в закладочном
массиве, см/с. При σсж = 30; 60 и 85 кг/см2 Ср = 22·104;
25·104 и 26·104 см/с, соответственно.
Сейсмобезопасная масса заряда в веерных
скважинах, расположенных параллельно границе
закладочного массива, при системе разработки
подэтажными штреками определяется по формуле
Q
g
C
rсж
p
=
⋅
⋅ ⋅
⋅
σ
γ0 290
1 44
3
,
,
, кг. (11)
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
41
В зависимости от времени твердения заклад-
ки расстояния от последнего веера до обнажения
искусственного массива приведены в таблице.
На основании проведенных исследований и
результатов контрольных замеров распростране-
ния сейсмовзрывных волн в скальных массивах на
урановых месторождениях Украины, массу взры-
ваемого заряда на интервал замедления авторами
рекомендуется определять по формуле [12]:
Q
U
K
rд
n
=
⋅
3
3 , (12)
где Uд = 24 – 75 – допустимая скорость смещения
для различных подземных объектов и обнажений
камер (зависит от категории и сроков службы охра-
няемых объектов), см/с; К = 85 – 575 – коэффи-
циент, учитывающий свойства среды (горные и
искусственные массивы, разломы и др.), проводя-
щей сейсмические колебания, ед.; n = 1,85 – 2,1 –
коэффициент, характеризующий условия ведения
взрывных работ, ед.; r – расстояние от взрыва до
охраняемого объекта.
МЕТОДиКА и РЕЗУЛьТАТы ВНЕДРЕНиЯ
По результатам исследований Государственного
предприятия «УкрНИПИпромтехнологии»
(г. Желтые Воды), Государственного предприятия
«Научно-исследовательский горнорудный инсти-
тут» (г. Кривой Рог), выполненных в 1970–2005 годах,
а также с учетом передового опыта применения
камерных систем с закладкой на Криворожском и
Запорожском железорудных комбинатах, в других
бассейнах страны и за рубежом авторами состав-
лена «Инструкция по обоснованию безопасных и
устойчивых параметров очистных блоков на шах-
тах ГП «ВостГОК» (далее – Инструкция), которая
утверждена Министерством топлива и энергети-
ки Украины в 2006 году. В Инструкции изложены
методы расчетов и представлены номограммы по
определению безопасных и устойчивых обнажений
горных и искусственных массивов очистных блоков,
допустимых объемов пустот отработанных, частич-
но погашенных и изолированных выработанных
пространств, сейсмобезопасные массы зарядов и
их влияние на безопасное ведение горных работ
в интервале глубин 300–1000 м при отработке ура-
новых месторождений камерными системами раз-
работки с закладкой выработанного пространства
на урановых шахтах Украины. Даны зависимости
безопасных и устойчивых параметров очистных
блоков от горно-геологических и горнотехниче-
ских условий, физико-механических свойств гор-
ных пород и искусственных массивов и времени
стояния обнажений выработанных пространств.
В результате проведения комплекса научно-
исследовательских работ авторами установлен
современный технический уровень применяемой
системы разработки, стандартизированы ее эле-
менты и технологические процессы, составлен ком-
плект стандартов предприятия «Система разработ-
ки подэтажными штреками (ортами) с закладкой
выработанного пространства твердеющей смесью.
Параметры и размеры», который регламентирует
(в зависимости от горно-геологических условий)
длину, ширину и высоту камер первой, второй и
третьей очередей выемки, их предельно допусти-
мые значения, с учетом изменения прочностных
свойств закладки при ее твердении и глубины раз-
работки, высоту подэтажа и днища блока, расстоя-
ние между выпускными погрузочно-доставочными
выработками (дучками) в зависимости от мощности
рудного тела и высоты этажа, форму и размеры
поперечных сечений основных боковых выработок.
Технологические параметры системы разработки:
применяемое оборудование, способ и механиза-
ция выпуска руды, порядок отработки и отбойки
камерных запасов, расположение и диаметр буро-
вых скважин – определены также в зависимости
от ранее стандартизированных параметров и раз-
меров камер.
Для строгой регламентации требований к
основным параметрам (с учетом конструктивных
особенностей применяемой системы) и погашения
выработанного пространства твердеющей смесью
стандартизированы и другие технологические про-
цессы и элементы технологии подземной разработ-
ки в конкретных горно-геологических условиях ура-
новых месторождений Украины (СТП – «Схемы под-
готовки залежей», «Параметры и конструкция днищ
блоков», «Буровые и взрывные работы. Параметры
и размеры», «Закладка выработанного простран-
ства твердеющей смесью» и др.). Настоящий ком-
плект стандартов внедрен на горных предприятиях
урановой промышленности Украины и успешно
используется специалистами технологических и
геолого-маркшейдерских служб [15].
Таблица
Расстояние от последнего веера на границе блока до закладки
Период твердения
закладки, мес.
Расстояние от последнего веера на границе блока
до закладки в диаметрах скважин
3 14–22
6 10–17
12 8–14
Екологія довкілля та безпека життєдіяльності, №4 2008
42
ВыВОДы
При разработке рудных залежей по простиранию
их безопасность обеспечивается, когда размер
камеры (ак) удовлетворяет условию: ак ≤ d.
Допустимый эквивалентный пролет горизон-
тального обнажения при прочности твердеющей
закладки на сжатие более 3,0 МПа всегда меньше
вертикального. Если ширина камеры меньше экви-
валентного пролета горизонтального обнажения,
длина ее ограничивается устойчивостью верти-
кального обнажения, а для камер, расположенных
по простиранию рудных залежей – устойчивостью
вмещающих пород висячего бока.
Геометрические параметры камер, устойчи-
вость вертикальных и горизонтальных обнажений
находятся в зависимости от интенсивности отра-
ботки и закладки камер. Чем быстрее отрабатыва-
ется и закладывается камера, тем больше допуска-
ется обнажение.
Основным условием сохранения подземных
объектов, обеспечения устойчивости обнажений и
повышения безопасности подземной разработки
урановых месторождений является ведение взрыв-
ных работ в пределах, не превышающих допусти-
мых уровней скоростей смещений, т. е. соблюдение
условия Uд ≥ Uв.
Геомеханический мониторинг горного массива
и целиков различного назначения осуществляет-
ся посредством звукометрических и маркшейдер-
ских приборов, струнных тензометров, глубинных
и грунтовых реперов, оптических приборов, элек-
трических цепей, визуальных и косвенных методов
по минерализации шахтных вод и на его основе
производится оценка степени устойчивости обна-
жений, выявление закономерностей их деформи-
рования и разрушения, определение допустимых
параметров и конструктивных элементов систем
разработки, установление способа крепления и
выбор соответствующего типа крепи.
Для сокращения разубоживания закладкой
при взрывах, когда разработка производится систе-
мой подэтажных ортов, целесообразно скважины
не добуривать до границы камеры на 0,6– 0,8 м
или недозаряжать на эту величину, если скважины
дошли до закладки.
ЛИТЕРАТуРА
Борисов А.А. Механика горных пород. – М.: Недра, 1.
1980. – 359 с.
Фисенко Г.Л. Предельное состояние горных пород 2.
вокруг выработок. – М.: Недра, 1980. – 359 с.
Слепцов М.Н., Азимов Р.Ш., Мосинец В.Н. Подземная 3.
разработка месторождений цветных и редких метал-
лов. – М: Недра, 1986. – 206 с.
Ветров С.В. Допустимые размеры обнажений горных 4.
пород при подземной разработке руд. – М.: Наука,
1975. – 223 с.
Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отва-5.
лов. – М.: Недра, 1965. – 226 с.
Ляшенко В.И. Природо- и ресурсосберегающие техно-6.
логии и технические средства для подземной разра-
ботки урановых месторождений // Металлургическая
и горнорудная промышленность. – 2003. – № 4. –
С. 128–133.
Ляшенко В.И., Голик В.И. Развитие природо- и ресур-7.
сосберегающих технологий подземной разработки
месторождений сложной структуры // Цветная метал-
лургия. – 1996. – № 2–3. – С. 1–10.
Ляшенко В.И., Голик В.И. Геомеханический мониторинг 8.
горного массива и целиков при подземной разработ-
ке урановых месторождений // Цветная металлургия.
– 2003.– № 10. – С. 2–7.
Ляшенко В.И., Колоколов О.В., Разумов А.Н. Пути повы-9.
шения безопасности подземной разработки место-
рождений урановых руд в зоне предохранительного
целика под рекой // Металлургическая и горнорудная
промышленность. – 2004. – № 2. – С. 97–101.
Ляшенко В.И. Научные основы повышения безопас-10.
ности жизнедеятельности в уранодобывающих реги-
онах // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності.
– 2004. – № 3. – С. 56–70.
Ляшенко В.И., Колоколов О.В., Разумов А.Н. Создание 11.
и внедрение природо- и ресурсосберегающих техно-
логий подземной разработки месторождений слож-
ной структуры // Цветная металлургия. – 2004. – № 9.
– С. 7–14.
Ляшенко В.И., Савельев Ю.Я., Ткаченко А.А. 12.
Геомеханическое обоснование безопасности под-
земной разработки урановых месторождений //
Науковий вісник. – 2005. – № 12. – С. 8–15.
Ляшенко В.И., Савельев Ю.Я., Ткаченко А.А. 13.
Безопасности подземной разработки урановых
месторождений – надежное геомеханическое обе-
спечение // Металлургическая и горнорудная про-
мышленность. – 2007. – № 6. – С. 86–89.
Кошик Ю.И. Ляшенко14. В.И. Научное сопровожде-
ние уранового производства в Украине // Екологія
довкілля та безпека життєдіяльності. – 2006. – №6.
– С. 5–17.
Ляшенко В.И., Голик15. В.И. Природоохранные и ресур-
сосберегающие технологи подземной разработки
урановых месторождений // Екологія довкілля та без-
пека життєдіяльності. – 2007. – №1. – С. 53–67.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5598 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1726–5428 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T10:26:20Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Національна академія наук України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ляшенко, В.И. Дудченко, А.Х. Ткаченко, А.А. 2010-01-27T15:39:43Z 2010-01-27T15:39:43Z 2008 Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений / В.И. Ляшенко, А.Х. Дудченко, А.А. Ткаченко // Екологія довкілля та безпека життєдіяльн. — 2008. — № 4. — С. 34-42. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1726–5428 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5598 622.274.4: 622.013:622.273 Розглянуто результати науково-технічного розвитку методів та технологій безпечної підземної розробки уранових родовищ України, Російської Федерації, Казахстану та інших держав близького зарубіжжя. The results of scientific and technical development of methods and technologies of safety underground mining of Ukraine, Russian and Kazakhstan uranium deposits are considered in this article. ru Національна академія наук України Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений Scientific and technical grounds of environmental technologies in underground mining of uranium deposits Article published earlier |
| spellingShingle | Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений Ляшенко, В.И. Дудченко, А.Х. Ткаченко, А.А. |
| title | Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений |
| title_alt | Scientific and technical grounds of environmental technologies in underground mining of uranium deposits |
| title_full | Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений |
| title_fullStr | Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений |
| title_full_unstemmed | Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений |
| title_short | Научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений |
| title_sort | научно-технические основы природоохранных технологий подземной разработки урановых месторождений |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5598 |
| work_keys_str_mv | AT lâšenkovi naučnotehničeskieosnovyprirodoohrannyhtehnologiipodzemnoirazrabotkiuranovyhmestoroždenii AT dudčenkoah naučnotehničeskieosnovyprirodoohrannyhtehnologiipodzemnoirazrabotkiuranovyhmestoroždenii AT tkačenkoaa naučnotehničeskieosnovyprirodoohrannyhtehnologiipodzemnoirazrabotkiuranovyhmestoroždenii AT lâšenkovi scientificandtechnicalgroundsofenvironmentaltechnologiesinundergroundminingofuraniumdeposits AT dudčenkoah scientificandtechnicalgroundsofenvironmentaltechnologiesinundergroundminingofuraniumdeposits AT tkačenkoaa scientificandtechnicalgroundsofenvironmentaltechnologiesinundergroundminingofuraniumdeposits |