Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Исследование и прогноз изменчивости механических свойств соляных пород Верхнекамского месторождения : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.20

Год: 2008

Номер работы: 309792

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Глава I АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Верхнекамское месторождение солей (ВКМС) расположено на северовостоке Пермской области, на левом берегу р. Кама и является одним из крупнейших в мире. Геологические запасы месторождения оцениваются по карналлитовым рудам в 96,4 млрд. т, по сильвинитам - 113,2 млрд. т, по каменной соли - 4650 млрд. т [28]. В тектоническом отношении месторождение приурочено к центральной части Соликамской впадины Предуральского краевого прогиба, который на западе граничит с Восточно-Европейской платформой, на в

Задачи геомеханического обеспечения определяются, в первую очередь, сложным геологическим строением месторождения и необходимостью сохранения целостности ВЗТ при ведении подземных горных работ, потому что в случае нарушения сплошности ВЗТ следует неизбежное затопление калийного рудника водами надсолевого горизонта. Основными направлениями геомеханического обеспечения на рудниках Верхней Камы являются: определение условий безопасной подработки ВЗТ, выбор мер защиты рудников от затопления, расч

Как следует из предыдущего раздела, физико-механические свойства соляных пород оказывают весьма существенное влияние на параметры камерной системы разработки. Изучение механических свойств соляных пород месторождения возможно путем прямого опробования и при помощи косвенных методов. Прямое опробование заключается в механическом испытании образцов, изготовленных из керна геологоразведочных скважин или специально отобранных монолитов. В свою очередь, разведочные скважины могут быть поверхностны

1.4. Анализ факторов, определяющих изменчивость физико-механических свойств соляных пород Для соляных пород Верхнекамского месторождения характерна существенная изменчивость прочностных (см. табл.

1.1) и деформационных показателей (табл.

1.3). Таблица

1.3 Деформационные параметры соляных пород ВКМС Порода Каменная соль Сильвинит красный Сильвинит пестрый Карналлиты Параметры* £Р, % 3,73 0,81-8,61 4,06 0,61-7,42 3,91 0,93 - 7,75 1,96 0,84-4,03 Dy,ma 2,33 0,22-7,07 2,26 0,36

6) Произвести оценку минимального объема механического опробования рабочих пластов, дающего достоверные результаты;

7) Разработать методику механического опробования соляных пород рабочих пластов;

8) Исследовать механические свойства соляных пород в зонах аномального строения соляной толщи и подсолевого комплекса.

Глава П ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ СОЛЯНЫХ ПОРОД С УСЛОВИЯМИ ИХ ЗАЛЕГАНИЯ И ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ

Изучение механических характеристик соляных пород Верхнекамского месторождения началось еще при строительстве Первого Соликамского калийного рудника, который был пущен в эксплуатацию в мае 1930 года. В настоящее время исследование физико-механических свойств соляных пород является неотъемлемым элементом обеспечения безопасности горных работ, поскольку является основой расчета безопасных параметров камерной системы разработки. Вовлечение в разработку новых перспективных площадей добычи калийны

2.2. Поиск и анализ корреляционных связей между прочностью соляных пород и условиями их залегания и химическим составом В результате первоначальной обработки исходного массива данных из дальнейшего анализа было исключено (с учетом скважин, оставленных для проверки искомых зависимостей), в среднем, около 25 % первичной информации (неполный разрез продуктивной толщи, зоны замещения и т. д.). Полученные после первоначальной обработки данные проверялись на соответствие нормальному закону распреде

В общем случае уравнение связи между средневзвешенной прочностью соляных пород и влияющими факторами в рамках линейной регрессионной модели имеет вид: °;*~. =К +bx-ZKp_ +b2 -M + b3 -H.O. + b4 -CaS04, (

2.3) г Д е Gp.cp.e3o.

- расчетное (прогнозное) значение средневзвешенного предела прочности по пласту, МПа; Ь0 - оценка свободного члена регрессии; by, Ь2, b3, Ь4 — оценки неизвестных параметров; Z - абсолютная отметка кровли пласта в точке расчета, м; М - мощность пласта в точке

Анализ достоверности полученных зависимостей основывался на сравнении расчетных значений средневзвешенной прочности, полученных в соответствии с построенными регрессионными уравнениями, с фактическими данными испытаний образцов геологоразведочных скважин. Стандартное отклонение (а) находится по формуле [52]: F сг = пр.ср.взв. сж.ср.взв. где <Упрсрвзв - прогнозное значение средневзвешенного предела прочности при сжатии, МПа; сг^^^в - фактическое значение средневзвешенного предела проч

На основе уравнения (

2.3) и значений входящих в него коэффициентов, представленных в табл.

2.4, построены карты распределения на шахтных полях рудников ОАО «Сильвинит» прогнозных средневзвешенных значений предела прочности при сжатии соляных пород рабочих пластов КрП и АБ сильвинитового состава. На рис.

2.1 и

2.2 показано распределение средневзвешенного предела прочности пластов АБ и КрП, полученное по результатам прямых механических испытаний. Количество скважин, при

2.6. Выводы по главе 1. Установлено, что между величиной средневзвешенного предела прочности при сжатии (<тсрвзв, МПа) для сильвинитовых пород пластов АБ и КрП, условиями их залегания (абсолютная отметка кровли ZKp. и мощность пласта М,

м) и компонентами химического состава (CaSO^ % и Н.О.,%) существует значимая корреляционная связь. 2. На основе установленных корреляционных связей в рамках линейной регрессионной модели были получены зависимости между средневзвешенной прочностью и

Глава III ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ОПРОБОВАНИЯ РАБОЧИХ ПЛАСТОВ

В процессе планирования горных работ обоснование параметров системы разработки должно базироваться на достоверной информации о механических свойствах пород продуктивной толщи и их изменчивости по площади отрабатываемого участка. Известно, что соляные породы характеризуются значительной вариацией минерального состава, разнозернистой структурой, слоистостью, наличием естественной микрои макро нарушенности, что, в конечном итоге, обуславливает как существенное качественное различие в их поведени

Согласно действующим нормативным документам [54, 55] расчет параметров камерной системы разработки производится на основе прочностных испытаний образцов соляных пород, изготовленных из керна подземных геологоразведочных скважин или монолитов. Анализ показывает, что при рекомендуемом на сегодняшний день шаге опробования (400x400

м) разность значений средневзвешенного предела прочности между соседними точками изменяется в широком диапазоне. Например, при расстоянии, лежащем в интервале 35

На первом этапе статистического анализа полученные в предыдущем разделе выборки, содержащие величины R^ проверялись на соответствие нормальному закону распределения. На рис. 1-6 (Приложение

3) показано исходное распределение величин расстояния R1 по каждому из рассматриваемых пластов для последовательно наложенных ограничений: /,<400л/;£<450л/; L<500M. Проверка проводилась по критерию согласия Колмогорова. Для расчетных величин расстояния Rl строились интегральные функции рас

3.4.1. Пласт КрП При расчете параметров системы разработки в качестве входного параметра используется значение средневзвешенного предела прочности при одноосном сжатии, которое определяется по результатам механических испытаний пород слоев, слагающих пласт КрП. Вместе с тем, при бурении скважин или отборе монолитов не всегда удается получить материал из всех семи слоев, представленных в пласте КрП. Кроме того, имеет место частичная потеря кернового материала (от 5 % до 25 %) при механической

При определении средневзвешенного предела прочности рабочего пласта АБ производятся испытания образцов, представляющих пласты А и Б. В отдельных случаях информация о прочностных свойствах какого-либо из пластов (А или

Б) может отсутствовать. Для оценки достоверности таких определений при нахождении прочности пласта АБ в целом, выполнен статистический анализ результатов испытаний керна подземных геологоразведочных скважин, имеющих полный разрез (пласты А и Б). Таблица

3.15 Проверка

3.5. Методика механического опробования рабочих пластов ВКМС 1. Механическое опробование рабочих пластов осуществляется путем отбора кернового материала или монолитов для испытаний в лабораторных условиях. 2. Для обеспечения достоверной оценки изменчивости механических свойств опробование рабочих пластов производится по сетке 200x200 м. 3. Механическому опробованию подлежат все слои (пласты) в пределах вынимаемой мощности рабочих пластов. 4. При опробовании пласта КрП в случае невозможности

ГЛАВА IV ИЗМЕНЧИВОСТЬ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СОЛЯНЫХ ПОРОД НА УЧАСТКАХ ОСЛОЖНЕНИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ

Опыт ведения подземных горных работ на калийных рудниках Верхнекамского месторождения свидетельствует о том, что при прохождении различных природных аномалий наблюдается существенное изменение механических свойств соляных пород, выражающееся в усложнении горнотехнической ситуации на рабочих участках. Решение вопросов безопасной отработки шахтных полей ВКМС в значительной степени зависит от знания о строении и свойствах горного массива и его поведения в процессе производства подземных горных р

4.2. Степень изменчивости свойств соляных пород вблизи зон замещения В данном разделе приведены результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств соляных пород на примере северовосточной зоны замещения продуктивных пластов рудника СКПРУ-2 ОАО "Сильвинит" (район скважин № 130, 131). Зона замещения расположена на северо-восточном склоне Поповского купола Соликамского поднятия на участке его перехода в более плоскую Тверитинскую мульду. Зона замещения имеет овальную

4.3. Изменение свойств соляных пород вблизи открытых одиночных трещин Как уже отмечалось в первой главе, для пластов продуктивной толщи Верхнекамского месторождения солей характерны различные геологические аномалии, в том числе и самые разнообразные трещины, которые различаются по генезису, по отношению к слоистости пород и т.д. В соответствии с классификацией, предложенной А.И. Кудряшовым [28], все трещины, встречающиеся в соляной толще, делятся на две большие группы: открытые и залеченные.

Кроме отдельных крупных трещин, рассмотренных выше в п.

4.3, на шахтном поле рудника СКПРУ-3 в 2001 году при отработке пласта АБ в районе блока №2 панели №4 была обнаружена система открытых субвертикальных трещин субмеридиональной ориентации, охватывающих 0,15-0,20 км2. площадь В 2002 году при визуальном осмотре выработок пласта КрП в блоке № 2 панели № 4 на выемочном и вентиляционном штреках была обнаружена серия открытых трещин (10 штук), имеющих видимую высоту до 0,6 м и ширину ра

Рифовые образования имеют широкое развитие в разрезе осадочного чехла Урало-Поволжья [45]. На территории Соликамской впадины эти структуры в виде одиночных рифов и их массивов формировались в позднедевонскую и раннепермскую эпохи в условиях глубоководного шельфа. Исследованиями было доказано, что внутренняя структура и состав соляной толщи, в том числе ВЗТ, Верхнекамского месторождения солей в значительной степени определяется тектоническим строением подсолевого комплекса пород. В частности,