* Если на предприятии нет общей службы ППГУ. то у казанный персонал подчиняется непосредственно главному инженеру предприятия или его заместителю.
14. СППГУ собирает и анализирует информацию о следующем:
напряженно-деформированном состоянии;
признаках удароопасности и горных ударах;
механических и физических свойствах горных пород;
особенностях поведения горных пород в зонах повышенного горного давления, а также у тектонических нарушений;
эффективности принятых мер предотвращения горных ударов;
своевременности разработки и внедрении мероприятий по безопасному ведению горных работ на удароопасных участках.
15. Участвует в составлении проектов замерных станций, их оборудовании и ведении наблюдений.
16. Изучает предложения по вопросам безопасной отработки удароопасных месторождений. Разрабатывает рекомендации по использованию результатов анализа.
17. Проверяет исправность, правильность эксплуатации и текущего ремонта приборов. Составляет заявки на оборудование, приборы и материалы.
Взаимоотношения с другими подразделениями рудника и сторонними организациями
18. Служба ППГУ работает в контакте с маркшейдерскими и геологическими службами предприятия. По распоряжению главного инженера предприятия отдельные виды работ, необходимые для выполнения задач и функций службы ППГУ, производят указанные отделы и участки.
19. Научно-методическое руководство работами службы ППГУ осуществляет институт, ведущий исследования горных ударов на данном месторождении, или ВНИМИ.
20. В конце календарного года начальник службы ППГУ составляет отчет о деятельности службы. Отчет утверждает председатель Комиссии или его заместитель.
Обязанности, права и ответственность
21. Руководители службы (участка) ППГУ и ее подразделений обязаны:
знать технологию горных работ рудника (шахты); обучать персонал службы (участков) правилам безопасного производства горных и экспериментальных работ;
выдавать справки и отчеты о проделанной работе и ее результатах по указанию главного инженера предприятия или вышестоящей организации;
по законченным исследовательским и горно-экспериментальным работам составлять отчеты с обобщениями, выводами, практическими рекомендациями по безопасному ведению горных работ и предложениями для их внедрения;
подготавливать материалы к заседаниям Комиссии;
составлять квартальные и годовые отчеты-информации о выполненных работах;
делать сообщения и доклады по результатам работы и популяризации методов безопасного ведения горных работ в удароопасных условиях для ИТР и рабочих предприятий;
проводить инструктаж персонала службы и участков по правилам безопасности при ведении горных работ и проверять знание этих правил;"
повышать свою квалификацию путем самостоятельного изучения литературы, систематического обмена опытом со службами прогноза и предотвращения горных ударов на других предприятиях.
22. Руководитель службы ППГУ имеет право:
требовать от подразделений рудника, шахт. ШСУ обязательного выполнения мероприятий по безопасности ведения горных работ на удароопасных участках и совершенствования мер борьбы с горными ударами;
приостанавливать горные работы на удароопасных участках при невыполнении противоударных мероприятий и ставить в известность руководство предприятия (шахты, ШСУ);
принимать участие в рассмотрении вопросов проведения горно-экспериментальных и исследовательских работ, направленных на разработку методов прогноза и способов борьбы с горными ударами.
23. Руководитель службы (участка) ППГУ несет ответственность за следующее:
осуществление контроля за выполнением утвержденного плана мероприятий по предотвращению горных ударов и внедрение рекомендаций;
состояние, ведение и хранение документации по проводимым работам;
своевременность выполнения указаний и распоряжений вышестоящего технического руководства и решений Комиссии;
выполнение работ по прогнозу степени удароопасности участков месторождения, соответствие применяемых мер предотвращения горных ударов горно-геологическим условиям, а также за своевременную оценку их эффективности;
создание безопасных условий при горно-экспериментальных и исследовательских работах по прогнозу и предотвращению горных ударов;
выполнение требований нормативных документов по прогнозу и предотвращению горных ударов.
24. Возложение на работников СППГУ функций, не связанных с выполнением задач, определенных настоящей Инструкцией, Указаниями и решениями Комиссии, запрещается.
6. ПОЛОЖЕНИЕ О СОСТАВЛЕНИИ «УКАЗАНИЙ ПО БЕЗОПАСНОМУ
ВЕДЕНИЮ ГОРНЫХ РАБОТ А МЕСТОРОЖДЕНИИ, СКЛОННОМ К ГОРНЫМ УДАРАМ» (к п. 8)
1 Указания должны содержать следующие разделы: титульный лист прилагается), аннотацию, введение, общие положения, методы прогноза удароопасности участков массива горных пород и горных выработок их приведения в неудароопасное состояние.
В Указаниях не должны повторяться положения настоящей Инструкции.
2 Введение содержит краткою геологическую и горно-техническую характеристику месторождения, его особенностей, достигнутых глубин разведанности, вскрытия и разработки, перспективу развития горных работ; характеристику тектоники, результатов геодинамического районирования, блочного строения и трещиноватости, напряженного состояния нетронутого массива.
3. Во введении приводятся сведения об удароопасности пород, глубине горных работ, с которой месторождение отнесено к угрожаемым или опасным по горным ударам.
4. В разделе «Общие положения» должна быть четко отражена организация работ с указанием подчиненности и ответственности лиц по прогнозу и контролю удароопасности, а также по осуществлению мер предотвращения горных ударов и контролю их эффективности. Необходимо отразить порядок проведения обучения и инструктажа горняков.
При необходимости в этом разделе может быть представлена характеристика горных ударов, других динамических явлений, предупредительных признаков, отражающих специфику геологических условий и технологии отработки месторождения.
5. В разделе «Прогноз удароопасности участков массива горных пород и горных выработок» должно быть отражено:
кем выполняются работы", каким структурным подразделением, организация работ, ответственность, отчетность.
классификация участков массива горных пород и руд по степени удароопасности;
места проведения прогноза и его периодичность;
методы и технические средства для прогноза степени удароопасности (с номограммами определения категорий удароопасности);
основные рекомендации по осуществлению работ по прогнозу и контролю эффективности мероприятий удароопасности участков массива горных пород и горных выработок;
ведение документации и порядок оповещения о результатах прогноза;
меры безопасности при осуществлении работ по прогнозу удароопасности.
6. В разделе «Приведение горных выработок и участков массива горных пород в неудароопасное состояние» должны быть указаны способы приведения и их параметры. Необходимо отразить условия для приведения выработок в неудароопасное состояние, организацию работ и исполнителей, порядок ведения документации, а также критерии эффективности и методы ее оценки. Здесь должны быть отражены технологические особенности и технические средства для осуществления работ по приведению горных выработок и участков массива горных пород в неудароопасное состояние, а также меры безопасности при выполнении этих работ.
7. В разделе «Порядок вскрытия, подготовки к выемке и отработки выемочных участков, блоков» необходимо дать рекомендации по перспективному планированию горных работ, направлениям и расположению полевых выработок, а также по порядку отработки выемочных участков и блоков, использованию опережающей защитной выемки и другим региональным и локальным мероприятиям по снижению удароопасности массива горных пород.
8. В разделе «Проведение и поддержание горных выработок» необходимо отразить:
перечень мер предотвращения горных ударов при проведении л поддержании выработок в удароопасных условиях;
меры безопасности, организацию и особенности работ по осуществлению мер предотвращения горных ударов.
9. В Приложениях к Указаниям должны содержаться необходимые формы ведения документации и отчетности, отражающие специфику месторождения, а также рекомендуемые методики прогноза и контроля удароопасности с номограммами, параметрами, нормативами и рекомендациями по условиям их применения.
Приводится положение о службе (участке) прогноза и предотвращения горных ударов, составленное для данного предприятия.
10. Указания должны включать все вопросы, касающиеся особенностей методов определения степени удароопасности и предотвращения горных ударов на данном месторождении. Они могут корректироваться и дополняться Комиссией на основании практических результатов и достижений науки и техники.
ФОРМА ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА УКАЗАНИЙ
МИНИСТЕРСТВО ИНСТИТУТ. РАЗРАБОТАВШИЙ УКАЗАНИЯ
| УТВЕРЖДАЮ: Главный инженер предприятия "___"_______ ________19 г
| СОГЛАСОВАНО Директор ВНИМИ "___ _" _______________ 19 г |
| СОГЛАСОВАНО Директор головного института "_ ___"___________ ______19 г |
УКАЗАНИЯ
по безопасному ведению горных работ на месторождении, склонном к горным ударам
19____ г.
7. ПРОГНОЗ СТЕПЕНИ УДАРООПАСНОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ
МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД (к п. 4)
Прогноз степени удароопасности основан на оценке напряженного состояния и физико-механических свойств горных пород в зоне опорного давления геомеханическими и геофизическими методами.
Геомеханический метод
1. По дискованию керна при ведении горных работ. Толщина
выбуриваемых из скважин дисков t при неизменном соотношении между осевыми и радиальными по отношению к скважине напряжениями σос/ σр1 и прочих одинаковых факторах зависит от величины максимальных радиальных напряжений σр1,. Чем больше максимальные радиальные напряжения σ р1, тем интенсивнее процесс диско-образования.
Диски имеют выпукло-вогнутую форму с выпуклостью в направлении массива Толщина дисков не превышает половины их диаметра
Наименьшую среднюю толщину дисков с единицы длины скважины устанавливают при наиболее высоких уровнях напряженности σр1/ σсж , и минимальных соотношениях σос / σр1. Вторая составляющая радиальных напряжений σР2 практически не оказывает влияния на процесс дискообразования.
Количественные зависимости толщины дисков от уровня напряженности и вида напряженного состояния массива являются универсальными для многих разновидностей горных пород (рис. 6)
С увеличением диаметра керна dк толщина дисков керна возрастает, а относительная ее величина t / dк уменьшается. Пересчет параметров дискования керна с одного диаметра на другой производят с помощью поправочного коэффициента kt если известны толщина дисков или их количество с единицы длины скважины хотя бы одного диаметра:
t1= t2 kt или N2=N2 k1
где k1 = 0,33 + 0,67dК1/dК2, при dк1 < dК2;
t1 -диаметром dК1; t2 — толщина дисков диаметром dk2, N1— количество дисков при диаметре керна dk1;
N2 — количество дисков при диаметре керна dk2.
Дискообразование происходит с наибольшей интенсивностью при расположении скважин перпендикулярно действию максимальных напряжений. При бурении скважин под углом к указанному направлению происходит изменение параметров дискования керна.
Рис. 6. Зависимость параметров дискования керна t/d от уровня напряженности массива σ р1 , σ сж при различных соотношениях между осевыми н радиальными напряжениями
Для прогноза удароопасности и оценки напряженности массива может быть использовано буровое оборудование со следующими характеристиками режима бурения: скорость вращения бурового става 350—450 об/мин, усилие подачи 1 МПа, скорость бурения 1—2 см/мин, количество воды, подаваемой на забой скважины — 3—7 л/мин. При бурении рекомендуются керновые полусферические коронки диаметром 59 мм.
Для прогноза степени удароопасности необходимо определить направление действия главных напряжений и уровень напряженности в зоне максимума зоны опорного давления.
Напряженное состояние пород по дискованию керна количественно оценивается только в максимуме зоны опорного давления на основе зависимости t / d = f (σp1/ σсж) (рис. 7), которая опредыяется
напряжениямиσ ос/σр1 = 0,2. Радиальные напряжения σр1, являются тангенциальными σθ≈ σр1 по отношению к выработке.
Напряженное состояние массива по разделению керна на диски
Рис. 7. Номограмма для определения напряжений в максимуме зоны опорного давления по днскованию керна
вне зоны опорного давления можно количественно оценивать с достаточной достоверностью по зависимости рис. 6.
Для оценки напряженного состояния участков массива бурят скважину по нормали к поверхности обнажения, либо к плоскости.
являющейся касательной к ее поверхности, на глубину, равную наибольшему размеру выработки h. При бурении отбирают керновый материал через каждые 0.5 или 1 м.
Результаты измерений толщины дисков представляют в виде гистограмм. Прямолинейные участки гистограммы, соединенные плавной линией, имеют вид параболы, обращенной ветвями вверх.
Расстояние от устья скважины до середины участка с минимальной толщиной дисков является расстоянием до максимума зоны опорного давления.
При наличии на гистограмме нескольких участков с минимальной толщиной дисков (лепестков) следует определять на этих участках прочность на сжатие σсж пород (руд). Определение σсж может быть выполнено, например, прибором БУ-39 конструкции ВНИМИ.
Положение зоны максимума опорного давления при различиях в прочностных свойствах горных пород необходимо определять по наибольшей величине σр1,/ σсж, устанавливаемой с учетом средней толщины дисков и их прочности из зависимости:
√ (d / tср) = (0,54 + 0,1√d) + 0.78 + О, 165√d)( σр1/σсж).
В крепких разновидностях пород — вблизи контактов крепких
и слабых пород — может наблюдаться увеличение дискообразования с ограниченной протяженностью, не превышающей 0,2—0.25 м. Эти экстремумы представлены, как правило, не более чем 5—10 дисками и не определяют зоны максимума опорного давления.
Положение зоны максимальных нагрузок при неизменной прочности пород необходимо устанавливать по наиболее удаленному экстремуму.
Прогноз степени удароопасности пород и руд выполняется исходя из определения величины напряжений в максимуме зоны опорного давления и расстояния до максимальных нагрузок от обнажения.
Прогноз степени удароопасности должен производиться в скважинах, ориентированных перпендикулярно действию максимальных напряжений. Для определения направления максимального напряжения в сечении выработки следует бурить веер скважин в соответствии с методикой для данного месторождения. Скважина, из которой керн вышел в виде дисков наименьшей толщины, показывает направление максимальных напряжений, перпендикулярное ее оси.
Удароопасность массива при дисковании керна в нескольких скважинах должна определяться также по скважине с наименьшей толщиной дисков в зоне максимума опорного давления. Прогноз степени удароопасности — при неизменных горно-технических и горно-геологических условиях — может проводиться только по одной скважине с минимальной толщиной дисков.
Иногда у обнажения образуется зона разрушенных пород (руд) X2. Эта зона может возникать и в результате буровзрывных работ. Дискования керна в этой зоне не наблюдается. Начало зоны дискования керна характеризует границу между зонами Х2 и Х1 (рис. 8).
Рис. 8. Схема, иллюстрирующая положение зоны дискования Х1:
Х- растояние до зоны максимума опорного давления , Х2 - зона разрушенных пород, Х1=Х - Х2
Рис. 9. Номограмма для определения степени удароопасности участков массива по днскованию керна
По параметрам tср/d, Х1 и Х2определяют категорию удароопасности участка горного массива (рис. 9).
Направление действия максимальных напряжений уточняется для каждого месторождения и должно быть приведено в Указаниях.
Метод дискования керна является базовым. Существующие и вновь вводимые методы, методики и критерии определения степени удароопасности в обязательном порядке должны быть сверены на сходимость с результатами базового метода для каждого месторождения и приведены в Указаниях.
Прочие методы
Приведенные методы определения степени удароопасности могут применяться на месторождениях после проведения опытно-экспериментальных работ и опробования методик. Порядок ввода в практическое использование данных методов определяется Указаниями с обязательным рассмотрением на Комиссии.
2. По трешиноватости. Трещиноватость поперечной направленности условиях пластообразной залежи служит показателем удароопасности. Степень удароопасности определяют по ориентировке трещин поперечных систем относительно выработок и по их густоте.
Прогноз производят на основании данных съемки трещиноватости. Замеры азимутов простирания трещин А и углов падения и выполняют горным компасом или угломером. Измерению подлежат трещины с гладкими, иногда до зеркальности, поверхностями образующих плоскостей. На плоскостях возможны полосы и борозды скольжения. Трещины могут быть с заполнителем или без него.
При измерениях необходимо пользоваться правилом «правой руки". Длинную сторону компаса располагают по линии простирания замеряемой, трещины. Нуль азимутальной шкалы компаса должен быть направлен таким образом, чтобы в поле зрения скат трещины
был справа. Каждую плоскость замеряют 2—3 раза. Окончательное значение элементов залегания трещины принимают как среднеарифметическое. Съемку ведут с выделением трещин последовательно на каждом метре. При измерениях определяют значения щетинных азимутов простирания.
К поперечным системам относят трещины с параметрами
А1 = = (70± υ) + (110± υ); А2= (250° ± υ) + (290° ± υ) и В1,2 = 50—90°, где υ — магнитное склонение, β — угол падения.
При съемке трещиноватости учитывают только трещины поперечного класса. Для получения объективных результатов и полного охвата прогнозируемой области рудной залежи необходимо, чтобы расстояние между выработками не превышало 20 м.
По результатам съемки проводят изолинии густоты трещин поперечного класса. С этой целью данные замеров густоты усредняются на пятиметровых интервалах и наносят на план горных работ масштаба 1:500. Проводят изолинии густот 0,2; 0,4: 0,6; 1; 3; 5; 10; 15 линий на 1 м.
Области шахтного поля, оконтуренные изолиниями густоты трещин 0,6 на 1 м и выше, относят к опасным по горным ударам,
Определяют интенсивность развития (густоту) в поперечных системах трещин (рис. 10, а). Для этого усредняют густоту трещин на участке съемки длиной не более 5 м. Если колебаний густоты (отклонение максимального значения от минимального) не превышает двух на метр погонной длины, то ее усредняют на. участке
Рис. 10. Определение интенсивности трещин:
а — определение густоты трещин; б, в — примеры оценки равномерности распределения трещин
длиной 5 м (рис. 10, б). В случае колебания густоты на участке замера более двух на метр погонной длины усреднение принимают на участке не более 2 м (рис. 10, в).
При значениях усредненной густоты трещин менее одной на 1 м систему считают неразвитой. При густоте трещин от одной на 1 м и выше степень удароопасности участка устанавливают в зависимости от ориентировки трещин поперечных систем относительно обнажений залежи. Ориентировка трещин определяется углом встречи α и направлением их падения относительно обнажения. Угол встречи определяют как разность азимутов простирания трещин и плоскости обнажения. В направлении падения трещин относительно обнажения различают два положения — в массив и на обнажение (см. рис. 10. а. б).
По выявленным показателям трещиноватости непосредственно в выработке предварительно определяют степень удароопасности участка рудной залежи (табл. 2).
Таблица 2
| Категория удароопасности | Ориентировка трещин поперечных систем относительного обнажения | Густота трещин поперечных систем,количество на 1 м | |
| Угол встречи с обнажением а | Направления падения | ||
| 0—30 | В массиве | ||
| I | 60—90 | Любое | 1 — 15 |
| II | 30—60 | В массиве | 1 — 1,5 |
| III | 0—60 | На обнажение | 1 — 15 |
| 0—90 | Любое | Свыше 15 |
Для окончательного установления степени удароопасности обрабатывают результаты съемки Трещин с помощью круговой диаграммы (рис. 11). Трещины на ней отмечают условными знаками (точками) с цифрами, указывающими конкретный метр из замера. Выделяют максимумы систем при помощи метода «скользящего окна» — сектора круговой диаграммы размером 20X20о. Перемещая сектор по кругу с шагом 10°, отмечают каждый раз в центре «окна» количество попавших в него трещин. Если точка находится в поле сектора, то ее обозначают цифрой 1, а при ее расположении на линии сектора — 0,5 и в углу— 0,25.
После этого перемещают сектор к центру диаграммы с шагом также 10°. По нанесенным данным проводят изолинии равных частот встречаемости трещин. Максимумы систем трещин находятся в центре площадок, ограниченных изолиниями наибольших частот встречаемости. При построений изолиний необходимо учитывать особенности положения трещин, попадающих на круговой диаграмме между концентрическими окружностями, соответствующими углам падения 80—90°. Точки максимумов соединяют с центром диаграммы. Проведенные линии соответствуют