Рассуждения по поводу тенденций развития в исследовании горных пород.
Кароли Вишновцки.
Будапешт, Болгария.
В соответствии с различными исследуемыми темами наш коллега мистер Истван Клеменских предоставил статистический отчёт по документам представленным на ИСМ Конгрессе. Процентное соотношение лекций трёх предыдущих симпозиумов следующее: 1972 1979 1982
1.Исследования
минералов 13 11 6
2.Залежи минералов 15 22 15
3.Инструменты
и технологии 41 33 33
4.Смещение
земной поверхности 31 30 42
5.Разработка
минеральных ресурсов - 4 4
Следует предположить, что упомянутое соотношение искажено, но не более чем на 10% по документам, представленным не специалистами в области исследований горнодобывающей промышленности. Достаточно очевидна тенденция возрастания в группе 41 деформация земной поверхности. Данная интересная область деятельности в основном охватывает исследования по оседанию грунта. В различных странах картина складывается по-разному, но существенным оказывается тот факт, что среди исследователей горнодобычи в основном те, кто собирают данные и готовит документацию для регистрации журналов по учету соблюдения прав, проектировании конструкций, гидравлических систем и транспортировки на поверхности, защите окружающей среды и т.д. Таким образом, исследуя в большинстве использование, а не организацию горных разработок.
Исследование горных разработок классифицируется как промышленная геодезия по причине принадлежности перечисленных видов деятельности к сфере гражданского строительства. В тоже время эти задачи далеки от тех, которые необходимо решать в горнодобыче в целом. Тем самым я пытаюсь подчеркнуть, что горные оседания, которые напрямую связанные с подземными выработками, в тоже время является чем-то вроде границы между исследованием залежей и механизмами смещения горных пород. И это в какой-то время вопрос, не получивший заслуженного внимания. За последние 30 лет в руки горных разработчиков попали отличные технические приспособления.
Бывшие неудобные измерительные приборы стали быстрыми и совершенными благодаря электронно-оптическим искателям и электронным дистанционным измерителям в ежедневном применении. Опасность углового скручивания была преодолена гиротеодолитами. В добыче горных пород большое количество информации можно зарегистрировать одновременно и несколько раз благодаря наглядности фотограмметрии. Наряду с использованием лазеров компьютер стал или становиться(имеется в виду компьютерная графика) рабочим инструментом в исследовании горных пород.
В тоже время резко возросли к данным видам работ:
- требования к направлению штреков усложнились из-за ускоренной разработки месторождений;
- более точные данные требуются при установки оборудования;
- подготовительные работы и направление ограничители длины требуют более точного знание пласта и его неровности;
Этот список можно продолжить, но в целом основная деятельность должна быть направлена на определение геометрических элементов. Эти элементы частично изменены, а частично меняются. Данная пропорция изменяется в пользу последнего. Изначально целью разработок было оставлять без изменения шахту, штреки, и другие места добычи. Исследователи так же старались избежать участков с движением, особенно с крупными сооружениями.
Стационарная система стала ключом точности геометрии разработок в целом. Скорость и точность новых приборов создали возможность для более верных измерений, включая моментальную съемку движущегося объекта.
Определение оптимального размера водных барьеров при горной добыче под водными объектами при различных гидрогеологических условиях
Инженер Хенг Шиян,
Центральный институт исследования горной добычи, Бейджинг, Китай
Земля Китая известна своими богатыми угольными запасами. Залежи угля находятся практически в каждой провинции от Тибета, на западе, до острова Тайваня, на востоке. Миллионы тонн угля, которые залегают близко к поверхности, добывались нашими предками в старину. Тем не менее, как мы знаем, не весь уголь может добываться в безопасных условиях. Одним из рисковых факторов угольной добычи является угроза водных объектов. Основанные на многолетнем научном опыте и практике исследования инженеров в Китае, связанные с угольной добычей под водными объектами при создании плотин при водной угрозе шахтам с угольными пластами различных структурных пластов Палеозойской, Мезозойской и Кайнозойской эр. Во-первых, водные объекты должны быть поделены на два типа в соответствии с их подвижностью: непроницаемые и проницаемые воды.
Результат попадания непроницаемых вод, таких как рек, озер, морей, водохранилищ и вод в карстовых пустотах, а также подземных рек, зачастую критичен - быстрый напор большого количества воды иногда с илом. Опасность от воды такого рода может быть предотвращена путем установления безопасного водного барьера для безопасной горной добычи под водой. Толщина так называемого водного объекта необходима в 40-ка или даже 100-кратном размере от высоты горной добычи. Критерий определения размера зависит от защиты водонепроницаемых прокладок между водным объектом и разрабатываемой стыком с зоной излома, образовавшегося в результате горной добычи.
Кроме этого принципа, глубина излома определяется смежной с водой горной породой или почвой. Высота водопроницаемой зоны излома при добыче может быть оценена как опытным путем на участке, так путем сравнения различных участков горной добычи с похожими гидрогеологическими условиями. Более полное описание формулы, которая может быть использованы при определении высоты пустот или зоны излома при горной добыче под водными объектами в Китае предлагается в книгах, указанных ниже.
Проницаемые воды (воды в почвенных пустотах или в наносах, так же водные потоки в пустотах песка, известняка или породах вулканического происхождения, исследуемые с помощью закона проницаемости Дарси по мере их проникновения в шахту, могут быть осушены.
С помощью меньшого размера водных барьеров против напора проницаемых вод либо просочения небольшого количества воды может происходить безопасно при водном осушении. Толщина меньшего водного барьера (так называемого водонепроницаемого барьера) обычно не превышает высоту зоны излома, но превышает высоту зону шахты, необходимой для выработки (Рис. 2), когда толщина наименьшего водного барьера часто равна последнему показателю.
Осушение может быть произведено до горной добычи при разработке и бурлении подземных туннелей. Осушение при горной добыче также является альтернативой при горной добыче в некоторых угольных шахтах в Китае. Рабочие условия угольной поверхности может быть значительно улучшена, при условии что верхний слой доминирует над слоем ила, который далее может расширяться после абсорбирования воды - из зоны излома, в то время как водонепроницаемые прокладки могут быть сформированы. Поверхность угля продолжает движение, верхний слой около поверхности стабилизируется в результате снижения количества просачивающейся или текущей воды. Количество воды --- уменьшается и может окончательно исчезнуть при окончании горных работ.
Водный поток вызывает соответствующее давление на верхнюю поверхность шахты, так как образовалось новое пространство. ---, постоянное - может привести к тому, что прокладки на верхней поверхности могут периодически выходит из строя. При выше указанных обстоятельствах, использую технику водного осушения при горных работа, отсутствует необходимость в использовании дополнительных проектов осушения, а так же не увеличивается общий поток воды, который увеличивается при увеличении площади горных работ. В то же время ресурсы подземных вод могут быть уничтожены как следствие горных работ. Естественно, если водные ресурсы, которые оказывают влияние на горные работы ни богаты, ни нуждаются в защите, водное осушение является разумным с экономической точки зрения. Используя метод водного осушения при горных работах, максимальное количество угля может быть добыто при установлении водного барьера малых размеров под водным объектом.
Угольная добыча под наполненными водой карстовыми пустотами проводиться подобным способом, так же как и при горных роботах под наполненными водой сыпучими пластами, потому что, вода в пустотах относится к проницаемым водам, которые так же исследуются по закону проницаемости Дарси.
Во-вторых, важен доступ непосредственно к водному содержимому и непроницаемым свободным прослойкам и слоям. Основанное на этом принципе сооружение водных барьеров будет более рациональным.
Что касается непроницаемости скалистых пород, необходимо провести тест на их способность абсорбировать и пластический коэффициент как сухости так и степени насыщения путем гидрофизического эксперимента с пробами скалистой породы, а так же с минералами для качественной оценки по сравнению со стандартом. Простые и эффективные измерения покажут механизмы формирования непроницаемой верхней стенки, что в свою очередь, поможет правильно предотвратить водного потока.
Что касается объема водоносного пласта, это зависит от способов водного осушения в шахтах, которое должно быть соразмеримо с количеством воды. Например, мы используем при горных работах осушение водоносного пласта, при этом фактор впитываемости 100-200 м2/день. Это свидетельствует про то, что липкие частицы являются главной основой при создании водонепроницаемых прокладок.
Высокая степень водонепроницаемости может быть достигнута когда, процент частиц равен более 20-30. Ислледования доказано, что пудрообразные частицы, основная составляющая лесса в Китае, имеют значительно меньшую водопроницимаемость, когда они занимают оперленную часть в сыпучих прокладках, и их пластичный коэффицент раняется приблизительно 10.