Разработка научно-методических основ геомеханического обеспечения подземной отработки железорудных месторождений Сибири в геодинамически активном регионе

Актуальность темы

На достигнутых глубинах отработки железорудных месторождений Сибири подземным способом возникают серьезные проблемы, связанные со сдвижением горных пород и проявлением горных ударов. Блочное строение горного массива и высокий уровень тектонических напряжений способствуют активному развитию процессов сдвижения и деформирования пород при их подработке, что существенно осложняет эксплуатацию охраняемых объектов и требует оставления значительных запасов руд в предохранительных целиках, где в настоящее время на крупнейших железорудных месторождениях Сибири* залегает до 50 — 80% разведанных запасов. В этой связи вопросы исследования условий безопасной подработки охраняемых объектов при извлечении запасов железорудного сырья из предохранительных целиков превратились в крупную хозяйственную проблему.

Другая крупная проблема — высокое горное давление, проявляющееся на железорудных месторождениях Сибири вдинамической форме в виде горных ударов, микроударов и мощных толчковГеодинамические особенности железорудных месторождений Сибири уже на глубине 300 м проявляются в виде стреляний горных пород, а на глубинах 600 м и более вызывают горные удары большой.

П О разрушительной силы (10—10 Дж), сопровождающиеся разрушением выработок, остановкой технологических процессов и большим экономическим ущербом: Появление на Таштагольском месторождении горных ударов-большой мощности и горно-тектонических ударов в глубине массива вызывает необходимость исследования условий их формирования и проявления, разработки методов прогноза этих явлений.

Безопасная и эффективная эксплуатация месторождений в условиях извлечения запасов, предохранительных целиков при продлении сроков службы подрабатываемых объектов и потенциальной опасности проявления горных ударов возможна в результате комплексного решения этих проблем при разработке научно-методических основ геомеханического обеспечения подземной отработки руд.

Таким образом, объектом исследования являются горные массивы железорудных месторождений Сибири, а предметом исследований — геомеханические процессы при подземной отработке месторождений в геодинамически активном регионе.

Цель работы: разработка научно-методических основ геомеханического обеспечения подземной отработки месторождений в геодинамически активном регионе.

Идея работы: использование основных закономерностей деформирования подрабатываемых скальных массивов для обоснования безопасной эксплуатации охраняемых объектов.

Задачи исследований:

1 Установить параметры процесса сдвижения и закономерности деформирования охраняемых объектов промплощадок на подрабатываемых территориях, определить критерии безопасной эксплуатации подрабатываемых сооружений и горных выработок.

2 Установить влияние*отработки разрезных блоков в этажах на деформирование охраняемых объектов.

3 Выявить влияние тектонических разломов на деформирование размещенных в зонах разломов сооружений и удароопасность горного массива.

4 Определить условия формирования и проявления горных ударов при разработке месторождения.

5 Установить критерий прогноза удароопасного состояния массива горных пород в условиях действия геотектонических напряжений.

Методы исследований.

Основной метод исследований — инструментальные измерения сдвижений земной поверхности, горных пород и охраняемых объектов месторождений на комплексных наблюдательных станциях (геодинамических полигонах), проводимые в мониторинговом режиме с применением высокоточных геодезических инструментов (нивелиров, ОР8-приемников, лазерных дальномеров). При решении поставленных задач использованы методы анализа и обобщения данных геодинамического и морфоструктурного картированиястатистической обработки результатов наблюдений и исследований-, машинного картирования полей сдвижений, деформаций и напряженийтеоретических исследований и промышленных экспериментов по продлению сроков службы подрабатываемых сооружений и снижению удароопасности массивов.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1 Блочное строение массива горных пород при его подработке обусловливает концентрацию деформаций на границах блоков, в 2 — 3 раза превышающих деформацию типового распределения по профилю в мульде сдвижения, вызывая выполаживание углов сдвижения до 40 — 45° и преждевременное деформирование охраняемых объектов, расположенных на границах структурных блоков.

2 При отработке разрезных блоков в этажах наблюдаются тангенциальные составляющие сдвижений, в 2.5 — 3 раза превышающие радиальные и совпадающие с направлением максимальных напряжений вне зоны влияния горных разработок, и сжатие горных пород от 100 до 200 мм с нарушением охраняемых объектов.

3 При выемке рудных запасов удароопасных месторождений награницах тектонических разломов возникают короткопериодные смещения горных пород до 50- 150 мм, приводящие к увеличению скоростей деформирования земной поверхности, в 2 раза и более превышающих обычный уровень, и геодинамическим явлениям в шахте с сейсмической энергией от 102 до 109 Дж.

4 Формирование и проявление горно-тектонических ударов обусловлено распределением зон сжатия вокруг выработанного пространства при увеличении напряжений вне зоны влияния горных разработок по простиранию и вкрест простирания рудных тел на 0.3 и 0.5уН соответственноналичии тектонических нарушений с углом падения 5—10° и инициирующего динамические явления массового взрыва.

5* Изменение геодинамического состояния массива горных пород на глубинах отработки рудных тел 600 — 800 м и более при крупных динамических явлениях сопровождается вариациями прямых и обратных сдвижений до 50 — 100 мм протяженных участков вмещающих пород в периоды от 12 до 30 мес., которые позволяют осуществлять региональный прогноз горных ударов.

Достоверность научных положений подтверждается:

— представительным объемом длительного (до 40 лет) мониторинга процессов сдвижения земной поверхности, горных пород и охраняемых объектов с применением современных методов и приборов при определении линейных и угловых параметров сдвижения от отработки наТаштагольском, Шерегешевском, Абаканском месторождениях 27 этажей запасов железных руд;

— многолетними (более 25 лет) инструментальными наблюдениями" за сдвижением контурных и глубинных реперов при определении формирования нагрузок в зонах влияния горных разработок и установлении условий формирования потенциальных очагов удароопасности;

— значительным объемом (более 10 серий) ОР8-наблюдений в районах охраняемых объектов и тектонических разломов при производстве массовых взрывов;

— представительностью теоретических расчетов, их удовлетворительным совпадением с фактическими данными, высокими коэффициентами корреляции установленных эмпирических зависимостей;

— широким внедрением в производство результатов исследований при расконсервации запасов, продлении сроков службы сооружений на подрабатываемой территории, прогнозировании удароопасности месторождений.

Научное значение работы состоит в разработке научных основ геомеханического обеспечения отработки железорудных месторождений при изучении их геодинамики, обеспечивающих повышение эффективности и безопасности подземных горных разработок.

Новизна научных положений:

1 Установлен уровень концентрации деформаций земной поверхности на границах структурных блоков при их подработке, вызывающих выполаживание углов сдвижения и деформирование охраняемых объектов, расположенных на этих границах.

2 При отработке разрезных блоков в этажах выявлено преимущественное развитие тангенциальных составляющих сдвижений, совпадающих с направлением напряжений вне зоны влияния горных разработок, и высокий уровень сжатия горных пород в районах размещения охраняемых объектов.

3 Установлен диапазон короткопериодных смещений на границах тектонических разломов, приводящих к деформированию охраняемых объектов" расположенных в зонах разломов, с нарушением строительных конструкций и вызывающих геодинамические явления в шахте.

4 Определены условия формирования и проявления горно-тектонических ударов при массовых взрывах в соответствии с расположением зон сжатия вокруг выработанного пространства в тектонически нарушенном массиве при увеличении напряжений вне зоны влияния горных разработок, разработан метод расчета энергии и области проявления^ горно-тектонического удара.

5 Установлен критерий прогноза удароопасного состояния, массивагорных пород на основе вариаций прямых и обратных сдвижений протяженных участков вмещающих пород.

Личныйтвклад автора.

Содержание работыявляется результатом исследований по- 24 научно-исследовательским работам, выполненным институтом «ВостНИГРИ» на железорудных месторождениях Сибири с 1992 по 2008 годы, в которых автор был ответственным исполнителем и научным руководителем работ.

Личный вклад автора заключается в:

— выборе параметров, проектировании и закладке поверхностных и подземных наблюдательных станций с учетом геодинамического строения месторождений, разработке методик и проведении мониторинга процессов сдвижения на комплексных станциях;

— установлении параметров и закономерностей сдвижения горных пород, земной поверхности и охраняемых объектов, обосновании путей сокращения запасов руд в предохранительных целиках и сроков эксплуатации основных сооружений промплощадок рудников на подработанной территории с применением конструктивных мер защиты;

— постановке задач, выборе граничных условий при разработке методов расчета параметров геомеханических процессов с учетом свойств пород, тектонической нарушенности месторождений и влияния дилатансионных процессов, апробировании их при проведении исследований;

— определении критериев безопасной эксплуатации подрабатываемых сооружений и горных выработок;

— постановке исследований, разработке методики работ и проведении наблюдений в районе сооружений промплощадок и тектонических разломов-в периоды массовых взрывов с использованием ОРБ-технологий;

— определении прогностических признаков и условий формирования ударо-опасных ситуаций на основе деформационных методов контроля;

— обосновании основных положений и разделов, согласовании в органах Ростехнадзора нормативно-методических документов по охране сооружений и объектов от вредного влияния подземных горных разработок и по безопасному ведению’горных работ на железорудных месторождениях Сибири, склонных и опасных по горным ударам;

— реализации результатов исследований на крупнейших железорудных месторождениях Сибири (Таштагольском, Шерегешевском, Абаканском).

Практическая ценность работы заключается в:

— обосновании сроков эксплуатации охраняемых сооружений промплощадок на подработанной территории, разработке и внедрении рекомендаций по расконсервации запасов предохранительных целиков под промышленными сооружениями;

— разработке рекомендаций по методам и периодичности контроля развития процессов сдвижения горных пород и деформирования подрабатываемых объектов;

— разработке и внедрении методики оценки состояния массива по наблюдениям за развитием деформационных процессов методом глубинных и контурных реперов, разработке методики оценки напряжений впереди фронта очистных работ;

— разработке и внедрении нормативно-методических документов по охране сооружений и объектов от вредного влияния подземных горных разработок и по безопасному ведению горных работ на железорудных месторождениях Сибири, склонных и опасных по горным ударам.

Реализация, работы, в промышленности. Обоснованы размеры, предохранительных целиков под охраняемые объекты Таштагольского, Абаканского и Шерегешевского месторождений, что позволило существенно сократить запасы целиков под водными объектами и сооружениями промплощадок. Проведены промышленные эксперименты и внедрены рекомендации по безопасной эксплуатации промышленных сооружений на подработанной территории рудников с применением конструктивных мер защиты и извлечении запасов руды под ствол «Северный» Абаканского рудника, стволы «Западный» и «Южный», компрессорную и электроподстанцию, сооружения северной промплощадки Таштагольского рудника.

Основные результаты диссертационной работы использованы при разработке 5 нормативно-методических документов: «Указания по безопасному ведению горных работ на месторождениях Горной Шории, склонных и опасных по горным ударам» — ВостНИГРИ, 2001; «Методические указания по применению конструктивных мер защиты сооружений в зонах опасных сдвижений земной поверхности от подземных горных разработок на железорудных месторождениях Сибири», ВостНИГРИ, 2001; «Указания по безопасному ведению работ на Абаканском месторождении, склонном к горным ударам», ВостНИГРИ, 2002; «Пакет программ для расчета сдвижений, деформаций и напряжений около эллиптических выработок», ВостНИГРИ, НФИ КемГУ, 2003; «Указания по охране сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на железорудных месторождениях ОАО «Евразруда», ВостНИГРИ, 2006. Данные документы используются маркшейдерскими и техническими отделами, службами прогноза и предупреждения горных ударов рудников, проектными организациями для проектирования отработки нижележащих горизонтов, охраны объектов и обеспечения безопасности подземных горных разработок в удароопасных условиях.

Апробацияфаботы. Основные научные положения и выводы диссертационной работы докладывались на Международных конференциях «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли» (Новосибирск, 1999, 2001, 2003, 2005^ 2007, 2009) — научно-практической конференции по горным* ударам «Оценка современных достижений в, области безопасной отработки удароопасных месторождений, методам прогноза и предупреждения горных ударов» (Таштагол, 2000) — V Международной конференции «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (Новокузнецк, 2000) — Международных конференциях «Геомеханика в горном деле» (Екатеринбург, 2000, 2002, 2005) — Международных научных конгрессах «ГЕО-Сибирь» (Новосибирск, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009) — Международной конференции «Проблемы и перспективы развития горных наук» (Новосибирск, 2004) — конференции с участием иностранных ученых «Фундаменталье проблемы, формирования техногенной геосреды» «(Новосибирск, 2006) — Неделе-горняка — 2007 (Москва, 2007) — 21-м Всемирном горном конгрессе (Польша, Краков, 2008) — технических совещаниях и комиссиях по горным ударам ОАО «Евразруда» и его филиалов (Таштагольского, Горно-Шорского, Абаканского), научно-технических советах института «ВостНИГРИ» .

Публикации. Основное содержание-диссертационной работы опубликовано в 28 научных статьях, 5 нормативно-методических документах, 3 изобретениях и патентах РФ.

Диссертационные исследования проводились в соответствии с тематическими планами и программами научно-исследовательских работ ВостНИГРИ 1992 — 2008 гг., часть которых выполнялась в рамках межотраслевой-координационной программы «Геодинамическая безопасность» на 2001 — 2005 гг. и Федеральной целевой программы 2001 г. «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки» .

Структурами объем диссертации. Диссертация состоит из введения- 5 глав, заключения и содержит 323 страницы, включая 125 рисунков, 22 таблицы и спи.

Выводы.

1 Распределение сейсмических событий в шахтном поле Таштагольского месторождения во времени и по глубине отражает изменение положения фронта очистных работ по месторождению и увеличение интенсивности работ на нижних горизонтах. Несмотря на постоянное расширение фронта очистных работ, размеры зоны проявления событий во времени увеличиваются или уменьшаются. Это обусловлено изменением региональной напряжённости массива в районе месторождения, что периодически фиксируется по наблюдениям процессов сдвижения на границах геодинамических блоков.

2 Особенности формирования и проявления горных ударов на Таштаголь-ском руднике, заключающиеся в зарождении очагов концентрации напряжений на удалении от отрабатываемых блоков и передаче упругой энергии при региональных проявлениях в виде динамической пригрузки района отработки обусловливают и соответствующие требования к методам прогноза горных ударов. Эти методы должны обеспечивать контроль не только за состоянием рудного массива в местах проходки горных выработок и отработки запасов, но и контролировать значительные по протяженности участки массива боковых пород и находящиеся в них действующие выработки, включая зону смятия и область поднятия массива, как места повышенной динамической активности. Горный массив в пределах шахтного поля контролируются региональными методами, а зоны смятия и области поднятия — локальными методами.

3 Многолетними (до 25 лет) наблюдениями и исследованиями сдвижения горного массива Таштагольского месторождения на рабочих горизонтах шахты установлено, что изменчивость графиков горизонтальных сдвижений реперов в различных выработках носит одинаковый характер, отражая условия нагружения и разгрузки массива. Совпадение характера сдвижения боковых пород на различных горизонтах и в различных условиях, свидетельствует об определяющей роли в формировании напряженно-деформированного состояния горного массива горизонтальных тектонических сил.

4 Установлено, что прогностическим признаком формирования очагов горных ударов являются аномальные сдвижения реперов (поднятия и обратные сдвижения), отражающие перераспределение тектонических напряжений, происходящее при взаимодействии геодинамических блоков в процессе передачи упругой энергии в район горных работ.

Поднятия являются признаком возрастания в боковых породах напряжений сжатия, действующих по простиранию, при этом положение максимума поднятий, как правило, совпадает с положением максимума существующей или формирующейся зоны опорного давления. Появление поднятий и обратных сдвижений реперов величиной 15 — 50 мм и более на участках боковых пород протяженностью 100 м и более, свидетельствует о возможности динамических проявлений горного давления.

Обратные сдвижения в периоды проявления горных ударов, как правило, достигают 50 — 100 мм и свидетельствуют о переходе от растяжения к сжатию массива, и накапливаются длительные периоды (от 12 до 30 мес.) при снижении динамической активности в шахтном поле.

5 Для оценки геодинамических и геомеханических процессов в высоконапряжённых горных массивах в опорном разрезе по месторождению применяются графики изменения во времени горизонтальных и вертикальных сдвижений контурных реперов по наблюдаемым горным выработкам (квершлагам, штрекам и ортам), отражающие изменение во времени параметров процессов пригрузки и разгрузки массива шахтного поля на различных горизонтах. Появление обратных сдвижений и поднятий является признаком пригрузки массива, а прямые сдвижения и оседания свидетельствуют о его разгрузке. Представление результатов наблюдений в такой форме, в виде своеобразного паспорта напряжённо-деформированного состояния массива, позволяет получить наглядную информацию о процессах пригрузки и разгрузки массива по всей глубине горного массива. Дополнение графиков сдвижений периодами проведения массовых и технологических взрывов, проявления горных ударов и толчков, графиком выделения в различные периоды сейсмической энергии при динамических проявлениях позволяет выявлять причины изменения напряженно-деформированного состояния массива. Такой паспорт используется для общей оценки состояния массива в целом по шахте и является основанием для применения локальных методов контроля уда-роопасности на различных горизонтах.

6 Для условий Таштагольского и Абаканского месторождений разработан деформационный метод оценки удароопасности породных и рудных массивов, основанный на прямом измерении сдвижений и деформаций. Метод включен в разработанные для этих месторождений «Указания по безопасному ведению горных работ.» и применяется участками 11 111 У Таштагольского и Абаканского филиалов ОАО «Евразруда» .

Основу метода составляют критерии оценки удароопасности породного и рудного массивов в направлениях вкрест простирания и по простиранию рудной зоны, которые определены на основании специальных исследований и расчетов и соответствуют относительным уровням региональной напряженности массива, характеризующим возможность проявления горных ударов.

7 На основе обобщения результатов деформационного мониторинга, проводимого на Таштагольском месторождении методом глубинных реперов более 25 лет, определены прогностические признаки накопления напряжений в горном массиве:

— деформации сжатия породного и рудного массивов в направлениях вкрест простирания и по простиранию рудных тел, превышение которых над критериальными значениями соответствует категории удароопасности «Опасно» ;

— скорости сдвижений 20 — 40 мм/мес.;

— скорости деформаций 0,6 — 1,2 мм/м в мес.1, в районах тектонических разломов — 0,3 мм/м в мес.;

— обратные сдвижения (сдвижения в направлении нетронутого массива) более 10 мм, в районах разломов — более 5 мм.

8 В результате обобщения данных наблюдений методом глубинных реперов вблизи разломов и других крупных структурных ослаблений массива установлен характер деформирования пород при развитии геодинамических процессов.

Крупные структурные ослабления массива (разломы, тектонические нарушения, дайки, протяженные контакты пород), расположенные в зонах смятия пород, активно реагируют на общее нагружение массива. Взаимодействие блоков на их границах определяет удароопасность массива горных пород. Удароопасность массива повышается в период зажима разломов, что обнаруживается в появлении обратных сдвижений реперов и сжатии бортов разломов, при этом скорость зажима разломов определяет степень удароопасности массива. Накопление сжатий на разломах начинается за 2 — 3 месяца до проявления горного удара.

9 Комплексный анализ результатов инструментальных наблюдений в периоды проявления крупных горных ударов на Таштагольском месторождении показал, что проявление горно-тектонических ударов возможно при сочетании ряда факторов: пригрузки района месторождения и очистного пространства перед горным ударом, выраженной в сдвижении больших участков массива на поверхности и в шахте и подтвержденной теоретическими оценкаминаличия в районе очистного блока системы тектонических нарушений, создающих условия для смещения по ним структурных блоковмассового взрыва блока, являющегося инициатором горно-тектонического удара в сложных горно-геологических условиях и повышенном напряженном состоянии горного массива района месторождения.

10 В результате ОР8-мониторинга смещений породного массива в районе тектонических разломов Таштагольского месторождения установлено:

— наличие короткопериодных деформаций крупных разломов: разнонаправленные движения бортов разломов по высоте, чередование сжатий — растяжений и разнонаправленный сдвиг бортов разлома в горизонтальной плоскости, максимальные абсолютные величины смещений которых достигали 50 — 150 мм, что свидетельствует о геодинамическом взаимодействии блоков и отражает процессы перераспределения напряжений в районе месторождения;

— увеличение в 2 — 5 раз амплитуды короткопериодных смещений на границах разломов в 2006 г. по сравнению с 2005 г., зафиксированное в период динамической активности в шахтном поле;

— механизм изменения НДС массива после массового взрыва: в результате действия взрывной волны происходит сдвижение массива от района взрыва до границ геодинамических блоков, в результате чего наблюдается сжатие и поднятие массива в районе разломов между блоками. В последующем взрывная волна отражается от границ ближайших геодинамических блоков, приводит к сдвижению горного массива в направлении взрыва, на границах блоков поднятия сменяются оседаниями, а сжатия бортов разломов — растяжениями.

11 На основе данных непрерывных мониторинговых наблюдений в горных выработках Таштагольского месторождения, выполненных с использованием лазерного дальномера, в массиве горных пород, также как и на земной поверхности, установлено наличие короткопериодных смещений и некоторая их взаимосвязь с динамической активностью месторождения. Зафиксированное явление короткопериодных смещений горного массива может быть использовано для разработки методики оперативной оценки НДС массива в различных частях шахтного поля с использованием лазерных дальномеров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны. Разработаны научно-методические основы геомеханического обеспечения подземной отработки месторождений в геодинамически активном регионе, которые позволили обосновать пути сокращения запасов руд в предохранительных целиках и сроки безопасной эксплуатации подрабатываемых промышленных объектов, повысить эффективность и безопасность подземных горных разработок.

Наиболее существенные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1 Установлен уровень концентрации деформаций земной поверхности на границах структурных блоков при их подработке, вызывающих выполаживание углов сдвижения и преждевременное деформирование охраняемых объектов, расположенных на этих границах. Деформации на границах блоков в 2 — 3 раза превышают деформацию типового распределения по профилю в мульде сдвижения, а углы сдвижения выполаживаются до 40 — 45°.

2 Установленный линейный закон изменения во времени сдвижений до 1800 мм и деформаций до 30 — 50 мм/м земной поверхности в районах подрабатываемых объектов Таштагольского и Абаканского рудников характеризуется коэффициентами корреляции зависимостей 0,89 — 0,99. Это создает возможность долговременного прогноза развития процессов сдвижения земной поверхности до уровня деформаций, в 10 раз и более превышающих критические для сооружений I категории охраны.

3 Промышленными экспериментами доказано, что применение научно обоснованных конструктивных мер защиты в условиях их работоспособности при систематическом инструментальном контроле процессов сдвижения обеспечивает безопасную эксплуатацию подрабатываемых зданий и сооружений до значений деформаций, превышающих на 30% и более предельные деформации, установленные нормативными документами.

4 При отработке разрезных блоков в этажах выявлено преимущественное развитие тангенциальных составляющих сдвижений, совпадающих с направлением напряжений вне зоны влияния горных разработок, и высокий уровень сжатия горных пород в районах размещения охраняемых объектов. Тангенциальные составляющие сдвижений в 2,5 — 3 раза превышают радиальные. Сжатие вмещающих пород в районе подрабатываемых объектов достигает 100 — 200 мм и приводит к их деформированию с образованием трещин в строительных конструкциях зданий и сооружений, нарушениям крепи и армировки стволов.

5 Установлен диапазон короткопериодных смещений горных пород на границах тектонических разломов, вызывающих активизацию процессов сдвижения и геодинамических явлений в шахте. При выемке рудных запасов удароопасных месторождений на границах тектонических разломов возникают короткопериод-ные смещения горных пород до 50 — 150 мм. В эти периоды наблюдаются увеличение скоростей деформирования земной поверхности, в 2 раза и более превышающих обычный уровень, и геодинамические явления в шахте с сейсмической энергией от 102 до 109 Дж. Увеличение максимальных смещений в 5 раз на земной поверхности приводит к проявлению микроударов в зонах влияния тектонических разломов в глубине массива горных пород.

6 Определены условия формирования и проявления горно-тектонических ударов при массовых взрывах в соответствии с расположением зон сжатия вокруг выработанного пространства в тектонически нарушенном массиве при увеличении напряжений вне зоны влияния горных разработок, разработан метод расчета энергии и области проявления горно-тектонического удара. Инструментально зафиксированы сдвижения на границах тектонических блоков, приводящие к увеличению на 0,3 и 0,5 уН геотектонических напряжений вне зоны влияния горных разработок соответственно по простиранию и вкрест простирания месторождения, которые подтверждены теоретическими оценками.

7 Установлен критерий прогноза удароопасного состояния массива горных пород на основе вариаций прямых и обратных сдвижений протяженных участков вмещающих пород. Обратные сдвижения пород от 50 до 100 мм, накопленные за длительный промежуток времени (до 30 мес.), приводят к сжатию горного массива и наблюдаются в периоды горных ударов и мощных толчков.

8 Разработаны методы расчета ожидаемых параметров развития геомеханических процессов, позволяющие определять сдвижения, напряжения и деформации в районах размещения охраняемых объектов и очистных выработок, рассчитывать энергию и размеры области проявления возможных горно-тектонических ударов в районах тектонических нарушений. Эти методы основаны на модельных представлениях о развитии процессов деформирования скальных массивов при отработке железорудных месторождений Сибири на больших глубинах и применяются для оценки горнотехнической ситуации, опасности проявления горных ударов и определения мест контроля удароопасности в процессе отработки месторождения.

9 Разработаны нормативно-методические документы, внедрение которых на Таштагольском, Абаканском, Шерегешевском месторождениях позволило сохранить производительность предприятий по добыче сырой руды, обеспечить безопасность горных работ и охраняемых объектов. При внедрении рекомендаций по досрочной расконсервации запасов предохранительных целиков при продлении сроков эксплуатации охраняемых объектов на 15 — 25 лет в период 1992 — 2008 гг. из целиков Таштагольского рудника извлечено около 30 млн. т запасов сырой руды. Более 2 млн. т запасов сырой руды извлечено из предохранительного целика под Северный вентиляционный ствол Абаканского рудника. Ежегодный экономический эффект от внедрения рекомендаций в производство составлял 8 — 10 млн руб. (в ценах 2005 — 2007 гг.).