Техногенное воздействие на геологическую среду горных разработок

Министерство Образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский  Государственный  Горный  Институт им.Г.В.Плеханова

(Технический  Университет)

Реферат

По дисциплине: экология

Тема: “Техногенное воздействие на геологическую среду горных разработок.”

 Выполнил: Кузнецов.А.А.

 Группа : ГГ-01

 Проверил: доц. Маковский А.Н.

Санкт-Петербург

2005 г.

Оглавление.

1. Закономерности развития техногенных водопроводящих трещин и деформационных процессов в массиве горных пород, полученные из натуральных исследований. 3

2. Моделирование условий многократных подработок слоев массива горных пород. 4

3. Геомеханическая схема процессов образования техногенных структур в слоях массива. 5

4. Управление геомеханическими процессами по снижению степени нарушенности массива. 8

Заключение. 10

Список использованной литературы: 11

1. Закономерности развития техногенных водопроводящих трещин и деформационных процессов в массиве горных пород, полученные из натуральных исследований.

     Анализ результатов натурных исследований по выявлению параметров зоны водопроводящих трещин (ЗВТ), проводимых с целью определения нарушенности массива техногенными трещинами и безопасных условий выемки пластов   угля под водными объектами, на полях шахт Беловского, Чертинского и Ленинского месторождений Кузбасса показал, что действующие расчетные методы и нормы по определению безопасных условий выемки свит угольных пластов под водными объектами недостаточно учитывают особенности развития ЗВТ в повторно подрабатываемом массиве. Это приводит к завышению высоты упомянутой зоны на 40-50%.

     В результате отработки пластов, над выработанным пространством вследствие изгиба слоев образуются трещины расслоения и нормальносекущие слой трещины. При определенных значениях деформаций нормальносекущие трещины проникают на всю мощность слоев и вместе с трещинами расслоения образуют систему сквозных, сообщающихся с выработанным пространством, трещин. Зона, в пределах которых распределены такие деформации, носит название зоны водопроводящих трещин. Таким образом, образование ЗВТ зависит от закономерности распределения кривизны слоев массива горных пород. Поэтому наряду с проведением экспериментальных работ по натурному определению высоты ЗВТ были проведены наблюдения за сдвижением глубинных реперов, заложенных в скважинах в различных слоях толщи. Это дало возможность получить распределение деформаций кривизны слоев при их изгибе в пределах подрабатываемой толщи, т.е. в зоне водопроводящих трещин, на ее верхней границе и за пределами ЗВТ. Результаты таких наблюдений в комплексе с гидрогеологическими исследованиями являются основой для выявления взаимосвязи высоты ЗВТ и распределения кривизны, а также обеспечивается возможность использования результатов натурных определений развития ЗВТ в горно-геологических условиях, отличающихся от опытного участка.

     Исследованиями процесса сдвижения слоев толщи установлено, что максимальная кривизна слоев толщи имеет тенденцию уменьшаться обратно пропорционально квадрату расстояния от пласта до рассматриваемого слоя. Это подтверждает существующие представления о закономерности распределения максимальной кривизны в слоях первично подрабатываемой толщи и дает возможность определять максимальную кривизну слоев, используя существующую методику расчета.

     В пределах повторно подрабатываемой толщи в зоне полных сдвижений изгиб вышележащих слоев повторяет изгиб нижележащих слоев. То есть максимальная кривизна слоев, включая поверхность, постоянна и не зависит от удаления от разрабатываемого пласта, как это имеет место при первичной подработке.

     Максимальная кривизна на поверхности по результатам натурных определений при повторной подработке (при выемке двух и трех пластов свиты) соответствует кривизне, получаемой существующим расчетным методом, то есть она уменьшается обратно пропорционально квадрату глубины залегания отрабатываемого пласта. Как установлено из исследований, кривизна поверхности повторно подрабатываемой толщи примерно равна кривизне любого из слоев этой толщи. Следовательно, получив максимальную кривизну расчетным способом для поверхности, можно считать, что такое же значение кривизны будут иметь слои повторно подрабатываемой толщи.

     Распределение вертикальных деформаций вдоль оси скважины при повторной подработке так же качественно и количественно отличается от получаемого при первичной подработке. При первичной подработке имеют место преимущественно деформации растяжения, идет процесс разуплотнения массива, то есть активно идут процессы расслоения с образованием полостей отслоения. Предельные мощности пачек, на которые разделяется массив в результате процессов отслоений (расстояние между двумя соседними отслоениями) составляют порядка 2 м.

     При повторной подработке имеют место чередование вертикальных деформаций растяжений и сжатий в направлении от пласта к поверхности. При этом максимальная величина этих деформаций на порядок меньше, чем полученные при первичной подработке. Порядок чередования деформаций сжатий и растяжений, сформированный в начале процесса деформирования толщи, сохраняется в процессе ее деформирования. Образования новых отслоений в связи с этим не происходит.

2. Моделирование условий многократных подработок слоев массива горных пород.