На правах рукописи
УДК 622.831.32
Синкевич Николай Иванович
ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЕЗОПАСНОЙ ОТРАБОТКИ РУДНЫХ УДАРООПАСНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Специальность: 25.00.20 - Геомеханика, разрушение горных
пород, рудничная аэрогазодинамика
и горная теплофизика
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Научный консультант:
доктор технических наук,
профессор В.Н. Фрянов
Новокузнецк 2009
Работа выполнена в ОАО Восточный научно-исследовательский горнорудный институт (ОАО ВостНИГРИ), Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Сибирский государственный индустриальный университет (ГОУ СибГИУ).
Научный консультант:
доктор технических наук, профессор Фрянов Виктор Николаевич
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Барях Александр Абрамович
доктор технических наук Зубков Альберт Васильевич
доктор технических наук, профессор Соловьев Владимир Вячеславович
Ведущая организация - Уральский государственный горный университет
Защита диссертации состоится л 27 октября 2009 г.,
в 14:00 час. на заседании диссертационного совета Д. 004.010.01
в Институте горного дела УрО РАН по адресу: 620219, Екатеринбург, ГСП - 936 ул. Мамина-Сибиряка, 58.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института горного дела УрО РАН.
Автореферат разослан л 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
д.т.н., профессор Аленичев В.М.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Для удовлетворения постоянно растущих потребностей рынка сырьевых ресурсов в количестве и качестве природного горнорудного сырья необходимо дальнейшее совершенствование технологии разработки рудных месторождений, в том числе с весьма сложными горно-геологическими и горнотехническими условиями эксплуатации рудников (глубина более 600м, геологические нарушения, повышенное неравномерное тектоническое напряженно-деформированное состояние горного массива). Техногенное воздействие на рудные тела в этих условиях является причиной следующих негативных явлений: разрушений подготовительных горных выработок, геодинамической активности в форме горных ударов, землятресений при массовых взрывах (рудники Колар в Индии, Витватерсранда - Южная Африка, Восточные Альпы, Австрия и месторождения Северного Урала, Хибин, Горной Шории и Хакасии).
Однако результаты научно-исследовательских работ предшественников и нормативных документов не в полной мере обеспечивают геомеханическое обоснование безопасной подземной разработки месторождений полезных ископаемых в сложных условиях.
Основным направлением работы рудников в указанных сложных условиях при существующих и новых технологиях нужно обоснование геомеханических параметров отработки, адаптированных к сложным горно-геологическим и горнотехническим условиям и обеспечивающих промышленную безопасность, снижение затрат на добычу полезного ископаемого подземным способом, особенно на рудных удароопасных месторождениях в горно-складчатых областях. Создание безопасной отработки возможно на базе закономерностей взаимодействия технологических, геомеханических и организационных процессов. Однако научные исследования по выявлению новых закономерностей, необходимых для обоснования геомеханических параметров безопасной отработки удароопасных месторождений, в настоящее время остаются мало известными.
Поэтому совокупность технологических решений по обоснованию геомеханических параметров взаимодействия технологических и геодинамических процессов для создания безопасной отработки рудных удароопасных месторождений в сложных природных условиях, имеет важное значение для горнорудной промышленности.
Целью работы является геомеханическое обеспечение безопасной отработки рудных удароопасных месторождений посредством направленного изменения параметров вторичного пространственного напряженно-деформированного состояния горного массива.
Основная идея работы заключается в использовании установленных закономерностей формирования геомеханических параметров в зависимости технологических процессов с учетом вторичного полного тензора напряжений и деформаций, возникающих под влиянием системы горных выработок, первичных тектонических и гравитациионных сил.
Задачи исследований:
- установить зависимость изменения параметров вторичного напряженно-деформированного состояния на периферии геологи-ческих блоков, в зонах разрывных нарушений и пересечения рудной залежи интрузией при разной глубине разработки;
- установить зависимости предела прочности пород от глубины разработки в зонах влияния горных выработок при отработке рудных месторождений полезных ископаемых на участках вторичных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов;
- выявить закономерности распределения коэффициентов удароопасности горных пород на разных глубинах месторождения при сплошной выемке рудного тела по простиранию;
- разработать методику количественного прогнозирования по вторичным параметрам геомеханических процессов в массивах горных пород при отступающем порядке отработки рудных залежей;
- разработать классификацию неоднородных пород массива по динамической удароопасности и типу месторождения для обоснования геомеханических параметров безопасной отработки рудных удароопасных месторождений;
Методы исследования включают:
- теоретическое обобщение и научный анализ отечественного и зарубежного опытов разработки месторождений полезных ископаемых в динамически активных районах, обработку результатов методами математической статистики и корреляционного анализа с использованием ЭВМ;
- абораторные исследования прочностных, деформационных характеристик, хрупкости по степени удароопасности, пластичности горных пород;
- натурные эксперименты для установления параметров вторичного напряженно-деформированного состояния горных пород при вскрытии вертикальными стволами методом частичной разгрузки на большой базе, отрабатываемого рудного и породного массивов при подготовке очистных блоков и выемке с помощью методов щелевой разгрузки и полной по схеме Лимана в варианте УК-Тензор;
- измерение параметров вторичного поля напряжений и изучение характера сдвижения толщи горных пород вокруг выработок, и деформаций их контуров при добыче полезных ископаемых, строительстве и эксплуатации сооружений с помощью наблюдательных станций контурных и глубинных реперов;
- измерение давления на крепь со стороны вмещающих пород и реакции крепи с использованием тензометрических платформ закладочного типа.
Основные научные положения, защищаемые автором:
- в пределах рудного тела и на контакте залежи и боковых пород направления вторичных максимальных горизонтальных напряжений сжатия в неоднородном массиве железорудных месторождений совпадают с первичными тектоническими и гравитациионными силами, а при наличии в рудном теле разрывных нарушений направление этих напряжений совпадает с простиранием сместителя.
Ц коэффициенты запаса прочности горных пород в интервале 200 1200 м глубин залегания рудных месторождений, определяемые отношением разности вторичных предельных и усредненных значений нормальных напряжений к максимальному касательному напряжению, на участках неактивных по динамическим событиям убывают, а на динамически активных - возрастают за счет минерального и химического состава пород магматических массивов, обеспечивающих зонирование видов горных работ посредством разведения во времени и пространстве.
- коэффициенты удароопасности в краевой части залежи при разработке месторождения сплошной выемкой определяются по соотношениям минимальных и максимальных прогнозных значений: увеличиваются до 0,85 на динамически опасных участках и уменьшаются до 0,70 на неопасных с периодом цикличности около 140 м по глубине.
- методика количественного прогнозирования напряжений сжатия в пределах -32,4-113,4 МПа и деформаций растяжения 0,00020,0008 в массивах горных пород, обеспечивает прогноз геомеханических параметров безопасного ведения горных работ в этажах при отступающем порядке выемки руды и базируется на закономерностях распределения коэффициентов хрупкости, пластичности, удароопасности и вторичных техногенных напряжений при разной площади отработанных блоков.
- классификация неоднородных пород массива основанна на следующих многоуровневых классификационных признаках: по динамической удароопасности породы подразделяются на два класса: упруго-пластического и упруго-хрупкого разрушения; по напряженному состоянию силовых полей - на три группы: тектонические, гравитационные (первичные) поля и техногенные (вторичные); по удароопасности при разрушении - на шесть категорий: слабо удароопасные, умеренно удароопасные, средне удароопасные, удароопасные, очень удароопасные, весьма удароопасные; по внешним признакам форм проявления горного давления, обеспечивает количественное прогнозирование динамических проявлений от свойств горных пород.
Достоверность научных положений подтверждается:
- применением современных методов: щелевой, частичной разгрузок на большой базе и полной по схеме Лимана в варианте УК-Тензор, натурных наблюдений: станций контурных, глубинных реперов и тензометрических платформ закладочного типа и обработкой экспериментальных данных с получением эмпирических зависимостей, обеспечивающих точность измерений;
- результатами лабораторных испытаний (более 5 тыс.), проведенными при изучении физико-механических свойств основных типов горных пород и оценкой их удароопасности с помощью прибора УМГП-3 (на 5 рудниках и 32 горизонтах);
- удовлетворительной сходимостью (до 85%) расчета и результатов инструментальных и шахтных измерений в сложных условиях при техническом процессе работ;
- положительными результатами реализации монолитной бетонной крепи с податливыми (из шлакоблоков и керамзита) и жесткими (рабочей и распределительной арматуры диаметрами 16 и 32 мм) элементами в ее конструкции для технологических решений и геомеханического обоснования безопасной эксплуатации стволов на месторождениях Горной Шории и Хакасии.
Научная новизна работы и ее отличие от работ предшественников заключается в:
Ц выявленном диапазоне величин и азимутов осей вторичных главных нормальных напряжений по простиранию - мах и вкрест простирания рудных тел - мin в зоне влияния одиночного вертикального ствола на периферии геологических блоков, в зонах геологических нарушений и пересечения рудной залежи интрузией : мах= - 5,8Н 1,9 Н МПа - СВ (А=24 15 ); мin= - 3,9 Н 1,6 Н МПа - ЮВ (А=114 15 , где - плотность вышележащих пород, н/м3, Н - глубина залегания пород, м;), отличающихся от ранее обоснованного проф. Б.В.Шреппом тем, что в геомеханическом поле преобладает максимальная по величине тензора напряжений, которая ориентирована по азимуту линии падения 24-39 и имеет угол падения 15 на север относительно вертикали, а минимальная - субширотная компонента горизонтальных напряжений ориентирована по линии простирания А=114-129 и имеет угол падения 15 на северо-запад относительно горизонта, и соответствует массе налегающих пород - Н, а диапазон наклона двух компонент горизонтальных напряжений составляет 1,61,9 Н;
- установлении полиномиальной зависимости отношения разности предельных и усредненных значений нормальных напряжений к максимальному касательному напряжению с глубиной разработки ведения горных работ на участках вторичных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов;
- доказательстве волнообразного характера изменения коэффициентов удароопасности пород в зависимости от их хрупкости, пластичности и петрографического состава минералов при сплошной выемке по простиранию рудного тела;
Ц установленном росте коэффициентов концентрации вторичных горизонтальных нормальных напряжений в целиках при отступающем порядке отработки рудных залежей с учетом глубины разработки;
- разработке классификации массивов неоднородных пород по динамической удароопасности в широком диапазоне (К1=0,711,0; К2=0,030,32; Кпл=1,01,29) и типу месторождений для обоснования безопасной отработки;
ичный вклад автора состоит в:
- обобщении исходной геомеханической и горно-геологической информации об удароопасных рудных месторождениях Сибири;
- исследовании процессов разрушения горных пород, основанных на хрупкости и пластичности, для управления геомеханическими процессами при безопасной отработке;
- анализе и обобщении лабораторных испытаний физико-механических свойств изверженных пород и оценке их удароопасности;
- разработке методики количественного прогнозирования коэффициентов концентрации вторичных горизонтальных напряжений в породах и рудных залежах целиков при отступающем порядке отработки с учетом глубины разработки;
- установлении параметров вторичного напряженно-деформированного состояния массива вне и в зоне влияния очистных работ с учетом воздействия геодинамических процессов на месторождениях Горной Шории и Хакасии на периферии геологических блоков, в зонах геологических нарушений и пересечения рудной залежи интрузией;
- выявлении основных закономерностей изменения вторичных напряжений в массиве горных пород при отработке крутопадающих месторождений с глубиной разработки;
- установлении закономерностей волнообразного характера изменения коэффициента удароопасности пород в зависимости от спектра критериев их хрупкости, пластичности и петрографического состава массива месторождения при сплошной выемке по простиранию;
- разработке классификации коэффициентов хрупкости и пластичности по динамической удароопасности на разных месторождениях Сибири для обоснования безопасной отработки;
Практическая ценность работы состоит в том, что результаты позволяют:
- развивать методы и средства определения и контроля вторичных напряжений и деформаций в горных породах;
- разрабатывать методические рекомендации по предупреждению динамических явлений горно-тектонического типа на железорудных месторождениях Сибири;
- разрабатывать временное руководство по сооружению вертикальных стволов при повышенном горном давлении и удароопасности на рудниках Сибири;
- внедрять мероприятия в техническое производство по безопасной отработке для удароопасных месторождений.
Реализация работы в промышленности. Результаты исследований и проектных разработок: Исследование и обоснование конструктивных параметров крепи, армировки и условий безопасной проходки вертикальных стволов при повышенном горном давлении и удароопасности на рудниках Сибири, Геомеханическое обоснование безопасной эксплуатации стволов и сооружений комплекса подземного дробления (КПД) на Абаканском руднике доведены до практического использования и внедрены в практику проектирования, строительства и отработки рудных удароопасных место-рождений.
По заданию горнодобывающих предприятий при участии автора были подготовлены заключения и рекомендации по оценке удароопасности и прочности горных пород Абаканского, Краснокаменского, Таштагольского, Казского и Шерегешевского месторождений. Совокупность технологических решений: выбор оптимальной площади отработанных блоков в этажах при отступающем порядке выемки руды по зависимостям параметров блока от коэффициентов концентрации напряжений в блоках; на закономерностях деформирования стенок вертикального ствола и реализаций монолитных бетонных крепей с податливыми и жесткими элементами. Указанные зависимости и закономерности отражены в научных положениях, новизне, выводах и рекомендациях диссертации, экономический эффект от внедрения которых составил более 365 тыс. рублей.
Отдельные рекомендации об Оценке напряженно-деформированного состояния массива горных пород и его удароопасности с увеличением глубины ведения горных работ в исследованиях автора нашли отражения в геомеханических обоснованиях к регламентам на отработку глубоких горизонтов Таштагольского, Казского, Абаканского, Краснокаменского и Горно - Шорского филиалов ОАО Евразруда и использованы проектным институтом ОАО Сибгипроруда при составлении проектов отработки глубоких удароопасных горизонтов.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и были одобрены на горной секции научно-технического совета ВостНИГРИ, техсоветах Таштагольского, Казского, Абаканского, Горно - Шорского филиалов ОАО Евразруда, 3й Международной конференции Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых (Новокузнецк, 1998), Всероссийской научно-методической конференции Проблемы качества высшего профессионального образования (Рубцовск, 2000), 7й Международной научно-практической конференции Перспективы развития горнодобывающей промышленности в 3 тысячелетии (Новокузнецк, 2000), Международной научно-практической конференции Современные перспективные технологии разработки и использования минеральных ресурсов (Новокузнецк, 2001), 9й Международной конференции Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов (Новокузнецк, 2002), 8й Международной конференции Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых (Новокузнецк, 2003), 9й Международной конференции Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых (Новокузнецк, 2004), 10й Международной конференции Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых (Новокузнецк, 2005).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 34 печатных работах, из них 30 публикаций, 4 патента на изобретение, отражают основное содержание диссертации, в том числе в изданиях по рекомендациям ВАК - 28.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, изложенных на 340 страницах машинописного текста, 72 рисунков, 42 таблиц, заключения, списка литературы из 214 наименований и 6 приложений.
Автор выражает искреннюю признательность научному консультанту, научным сотрудникам ВостНИГРИ, СибГИУ, ИГД УрО РАН, и ИГД СО РАН и за ценные замечания при выполнении и обсуждении результатов исследований, а также работникам производства Таштагольского, Казского, Абаканского, Горно - Шорского филиалов ОАО Евразруда и службам прогноза и предотвращения горных ударов рудников за советы и помощь, оказанную при выполнении работы.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОДЕРЖАНИЯ РАБОТЫ
В первой главе дается краткий анализ горноЦгеологических особенностей отработки железорудных месторождений в динамически активных районах, обосновывается идея безопасной разработки удароопасных месторождений, формулируется цель работы и решаемые задачи.
Во второй - разработана методология обоснования геомеханических параметров отработки месторождений полезных ископаемых в условиях повышенной динамической активности.
В третьей - обобщены натурные исследования напряженно-деформированного состояния массива горных пород в сложных природных условиях.
В четвертой - установление закономерностей изменения параметров напряженно-деформированного состояния на рудниках Сибири.
В пятой - совершенствование способов прогноза напряженно-деформированного состояния и параметров безопасной отработки месторождений.
В шестой - обоснование геомеханических параметров безопасной отработки рудных месторождений.
В седьмой - рассмотрены вопросы управления горным давлением при разработке рудных удароопасных месторождений Сибири в сложных условиях.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. В пределах рудного тела и на контакте залежи и боковых пород направления вторичных максимальных горизонтальных напряжений сжатия в неоднородном массиве железорудных месторождений совпадают с первичными тектоническими и гравитациионными силами, а при наличии в рудном теле разрывных нарушений направление этих напряжений совпадает с простиранием сместителя.
Горные работы с глубиной отработки 172, 265, 450, 590 и 710 м нарушают установившееся природное равновесие, породы деформируются по законам: туфоконгломераты в пределах упругости (интервал глубин Н=98 м - 0,0009÷Q0,0014), гранодиориты Ц за пределами упругости с появлением остаточных необратимых деформаций (Н=265 м - 0,0108÷Q0,0169; Н=590 м - 0,015÷Q0,032) в неоднородном гранитном массиве месторождения, который испытывает неравнокомпонентное силовое воздействие вторичных горизонтальных напряжений вкрест простирания σsу = -10,7 ÷Q-28,1 МПа и по простиранию σsх =-13,6÷Q-32,9 МПа а направление максимальных горизонтальных напряжений сжатия контакта залежи и боковых пород в неоднородном массиве месторождения совпадает А=37 (рисунок 1).
Таким образом, к началу отработки следующего нижележащего этажа в краевой части массива при наличии в рудном теле разрывных нарушений, изменяются вторичные главные компоненты напряжений вкрест простирания σsу=-10,3÷Q-25,0 МПа и простиранию σsх=-93,9÷Q-124,0 МПа, угол, образуемый между меридианом и контактом падения, будет переменным А=2489.
При взрывной выемке руды начинается трещинообразование пород, а деформации продолжают увеличиваться в направлении (СВ-ЮЗ), вторичных максимальных горизонтальных напряжений сжатия изменяются за счет выклинивания интрузии и разрывных нарушений на глубину разработки, что подтверждено инструментальными измерениями на различных этажах
+505÷Q+425 и расстояний от границ выемочных блоков - 825 м, деформации составили ε=0,00018(СВ-ЮЗ); +425÷Q+345 м Ц 915 м при ε=0,00052(В-З);
+345÷Q+285 м - 950м при ε=0,00037(СВ-ЮЗ); +285÷Q+225 м - 1100м при ε=0,00169(С-Ю); +225÷Q+145м - 1130 м при ε=0,000658(СВ-ЮЗ).
- изменение направления горизонтальных максимальных напряжений;
Ц тектонические нарушения; Ц интрузивные породы;
Ц контуры разрабатываемых рудных тел; Ц отработанных.
- главные напряжения, действующие по простиранию рудных тел σх;
- главные напряжения, действующие вкрест простирания σу;
Рисунок 1 - Аксонометрическое изображение изменчивости вторичных напряжений тектонического поля напряжений на Абаканском месторождении при проведении ствола
2. Коэффициенты запаса прочности горных пород в интервале 200 1200 м глубин залегания рудных месторождений, определяемые отношением разности вторичных предельных и усредненных значений нормальных напряжений к максимальному касательному напряжению, на участках неактивных по динамическим событиям убывают, а на динамически активных Ц возрастают за счет минерального и химического состава пород магматических массивов, обеспечивающих зонирование видов горных работ посредством разведения во времени и пространстве.
В качестве исходных данных, чтобы оценить прочность твердых пород и определить показатели сопротивления пород сдвигу, а также характеристики влияния естественной структуры и вещественного состава, т.е. для определения коэффициента запаса прочности в практике исследованний нагружение изготовленных образцов в лабораторных условиях производится в режиме одноосного сжатия (таблица 1).
Таблица 1 - Результаты экспериментальных исследований и определение зависимости коэффициента запаса прочности горных пород от глубины залегания по скванжинам № 603, №704, №705, №607, №614, №618 Таштагольского менсторождения
№ скважины, глубина, м | Тип горной породы | Горизонтальные напряжения, МПа | Пределы прочности, МПа | Касательные напряже | Нормальные напряжения, | Коэффициент запаса прочности | |||
по простиранию | вкр. простирания | на сжатие | на растяжение | ния , МПа | предельны е | усредненные | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
603 430 510 603 750 800 900 1001 704 400 550 639 757 850 900 1058 | Туф трахитового порфира Андензитовый порнфирит Диоритовый порнфирит Туф трахитового порфира - - Порнфирит Порнфирит - - - - - Габбро-порнфирит | -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -290. -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -290. | -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 -165. -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 -165. | 164 162 152 109 188 188 173 51.0 60.8 142 111 184 62.8 90.2 | 3.8 3.9 5.2 3.4 2.6 2.6 4.2 7.5 4.9 9.9 16.3 9.6 11.0 15.4 | 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 22.7 62.5 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 22.7 62.5 | 20.0 28.0 54.0 31.0 46.0 62.0 215.0 21.0 26.0 55.0 32.0 43.0 44.0 177.0 | 3.0 9.0 11.0 10.0 21.0 23.0 63.0 2.0 9.0 11.0 10.0 20.0 20.0 63.0 | 7.0 2.0 3.9 2.3 1.3 1.7 2.4 7.9 1.8 4.0 2.4 1.1 1.2 1.8 |
Окончание таблицы 1
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
705 438 515 639 754 858 890 1177 607 248 558 590 759 792 1381 1586 614 399 462 725 739 790 618 618 702 805 930 1282 1960 | Сланцы полеошпат серицит хлоритовые Аглонмератовый туфнфит Сланцы полеошпат хлоритовые Сланцы по алевролитам Сланцы по тунфам Туфнфиты - Туффит Туф андезитового порфира - - Альбит андензитовый порфир Туффит Тунфоалевролит Сиенит Туф трахитового порнфира Сиенит - - - Туф средне основного состава - Сиенит андензит банзальтового сонстава Порнфирит плангиоклазовый Сиенит | -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -290 -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -290 -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -290 - | -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 -165 -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 -165 -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 -165 - | 41.2 57.8 32.4 58.8 93.1 59.8 54.9 63 128 237 31 73 137 136 147 109 147 156 82 63 37 64 80 166 235 | 10.2 4.0 3.6 2.2 5.3 11.8 8.1 2.6 6.0 8.2 5.2 5.2 5.8 6.4 10.1 6.3 9.5 10.3 6.9 6.3 6.0 6.2 9.6 12.0 17.2 | 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 22.7 62.5 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 22.7 62.5 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 10.9 9.2 19.7 22.7 62.5 62.5 | 18.0 25.0 45.0 29.0 44.0 52.0 177.0 18.0 28.0 54.0 21.0 44.0 62.0 216.0 17.0 24.0 54.0 31.0 43.0 45.0 23.0 41.0 54.0 164.0 201.0 | 2.5 10.0 11.0 9.0 20.0 23.0 64.0 2.0 9.0 13.0 13.0 20.0 24.0 65.0 2.0 9.0 12.0 9.0 20.0 11.0 9.0 20.0 23.0 65.0 64.0 | 6.4 1.6 3.1 2.1 1.2 1.3 1.8 6.7 2.0 3.7 0.9 1.2 1.6 2.4 6.3 1.6 3.8 2.4 1.2 3.1 1.5 1.0 1.3 1.5 2.1 |
На основе экспериментальных опытов как на прессе П - 125, так и на УМГП - 3 поведение горных пород магматических массивов под нагрузкой может быть в полной мере охарактеризовано резкой неоднородностью
напряженного и деформированного состояний, описывается одной графической зависимостью напряжения - деформация.
По данным таблицы 1 и рисунку 2 автором установлены изменения коэффициентов запаса прочности пород от глубины разработки на участках неактивных по динамическим событиям магматических массивов восходя-щая ветвь выполаживается за счет уменьшения модулей упругости, а в динамически активных Ц круто возрастает в допредельной зоне, в запредельной же ниспадающая ветвь увеличивается при возрастающих модулях спада, и получена корреляционная связь (см. рисунок 2).
n = 6 10-6 Нз.п 2 н- 0,0145 Нз.п + 9,958, r = 0,716 (1)
где n - коэффициент запаса прочности горной породы;
Нз.п - глубина залегания пород, м.
Глубина Нз.п., м
Рисунок 2 - Зависимость коэффициента запаса прочности горных пород от глубины их залегания по данным проб геологоразведочных скважин:
1 - №603; 2 - №607; 3 - №614; 4 - №618; 5 - №704; 6 - №705
3. Коэффициенты удароопасности в краевой части залежи при разработке месторождения сплошной выемкой определяются по соотношениям минимальных и максимальных прогнозных значений: увеличиваются до 0,85 на динамически опасных участках и уменьшаются до 0,70 на неопасных с периодом цикличности около 140 м по глубине.
Склонность полезных ископаемых и пород к деформированию и разрушению как в допредельных, так и запредельных зонах показывает, что деформационные процессы в массиве характеризуются большим разнообразием вторичных напряженных состояний, при которых возможно хрупкое разрушение этих пород, руд и определяются коэффициентами удароопасности (таблица 2).
Таблица 2 - Результаты испытаний образцов основных понрод на удароопасность и пластичность по скважинам N607, №614, №618, №704 и №705 Таштагольского месторождения
Тип горной породы | Коэф. пласт. Кпл | Коэффинциенты ударонопасности | Примечание | ||
К1 | К2 | ||||
Сиенит Сиенит-порнфир Сиенит андензитнбазальтового состава Туфы Туфолава Туф андезитового порнфирита Туф смешанного сост. Туф трахититового порфирита Туфоалевронлит Туффит Туффит аглонмератовый Туффиты транхитовые Порфирит Диоритовый порнфирит Габбро-порнфирит Порфирит плагионклаз Альбит андензитовый порфинрит Сланцы серинцит-полевошпатовые Сланцы полевношпат серинцит хлоритовые Сланцы по алевнролитам Сланцы по туфам Известняк Скарны Магнетитовая руда | 1.36 1.07 1.09 1.07 1.05 1.11 1.14 1.21 1.17 1.28 1.05 1.18 1.23 1.22 1.05 1.07 1.21 1.01 1.09 1.01 1.08 1.12 1.22 1.15 | 0.70 0.93 0.92 0.94 0.96 0.90 0.87 0.82 0.86 0.79 0.96 0.87 0.85 0.82 0.95 0.93 0.83 0.99 0.92 0.99 0.93 0.90 0.83 0.87 | 0.22 0.17 0.21 0.10 0.08 0.14 0.21 0.34 0.28 0.22 0.08 0.11 0.21 0.18 0.18 0.22 0.18 0.24 0.05 0.05 0.08 0.08 0.21 0.12 | К1>0.7 К2<1.0 удароопасные К1<0.7 К2>1.0 не ударонопасные | |
Как видно из таблицы 2, все породы и полезное ископаемое, которые находятся в створах будущих стволов Шория-1, Ново-Клетевой и геологоразведочных скважинах №607, №614, №618, №704 и №705, можно отнести к категории лудароопасные, поскольку у руды и всех типов пород коэффициенты удароопасности с глубиной отработки месторождения сплошной выемкой по простиранию увеличиваются до 0,85 по мере развития очистных работ в этаже, за счет распределения динамически опасных зон и чередуемости неопасных - уменьшаются до 0,70.
Индивидуальное влияние указанных и приведенных факторов с началом развития очистных работ в этаже изменяется и перемещается на массив вновь вводимого в эксплуатацию нижележащего этажа и описывается линейной функцией (рисунок 3).
Рисунок 3 - Зависимость коэффициента удароопасности К1 в допредельной зоне разрушения от пластичности Кпл. горных пород
В точках, где эти коэффициенты близки к предельному, тоже могут возникнуть горные удары, что позволило установить корреляционную связь
между предельными коэффициентами удароопасности в допредельной зоне разрушения и пластичностью.
К1 = - 0,7654 Кпл +1,7575, r = 0,976 (2)
где К1- коэффициент удароопасности в допредельной зоне разрушения;
Кпл - коэффициент пластичности пород.
4. Методика количественного прогнозирования напряжений сжатия в пределах -32,4-113,4 МПа и деформаций растяжения 0,00020,0008 в массивах горных пород, обеспечивает прогноз геомеханических параметров безопасного ведения горных работ в этажах при отступающем порядке выемки руды и базируется на закономерностях распределения коэффициентов хрупкости, пластичности, удароопасности и вторичных техногенных напряжений при разной площади отработанных блоков.
Под действием неравномерной нагрузки опорный блок-целик на участке Главный деформируется (рисунок 4).
Характеристиками деформируемости являются кривые зависимости распределения сдвижений по нормали к рудному телу и параллельно ширине по простиранию блока-целика. Изменения нагрузки в лежачем и висячем боках охватывают почти всю зону опорного давления, как это видно из данных (рисунка 5).
- конфигурация консолей кровли;
- станции глубинных реперов в висячем и лежачем боках;
` - направление и порядок отработки участка Главный;
Е - направление и порядок отработки участка Болотный;
- граница зоны сдвижения пород от гор. +325м;
О О - граница отработки до гор. +395м;
• - тектоническое нарушение;
- - зоны сжатия; + - зоны растяжения;
щр - место проведения щелевой разгрузки.
Рисунок 4 - Схема трассировки, отображающая состояние и развитие горных работ на гор. +395м участков Главный и Болотный
Рисунок 5 Ц Графики зависимости приращения вторичных горизонтальных напряжений вкрест и по простиранию рудных тел от глубины, по мере развития подготовительно-нарезных и очистных работ в этажах +395÷+325 м, +325÷+255 м, +255÷+185 м на участке Главный методом щелевой разгрузки (за 13 лет исследований)
По результатам исследования автором установлено, что разработанная методика количественного прогнозирования параметров базируется на закономерностях взаимодействия геомеханических и техногенных процессов в массивах горных пород, и получены корреляционные связи между изменением напряженно-деформированного состояния на различных глубинах и стадиях отработки опорного блока-целика (от подготовки, нарезки буровых и подсечных выработок до очистного пространства, равного мощности рудного тела) одновременно на четырёх горизонтах по простиранию:
σsу = 0,0022Н пр.э2 - 1,7147Нпр.э + 366,78, r = 0,600 (3)
где σsу - горизонтальные напряжения по простиранию рудных тел, МПа;
Нпр.э - глубина проведения экспериментальных работ, м.
и вкрест простирания рудной залежи:
σsх = 0,0005 Нпр.э 2 - 0,5094 Нпр.э + 147,02, r = 0,763 (4)
где σsх - горизонтальные напряжения вкрест простирания рудных тел, МПа.
5. Классификация неоднородных пород массива основанна на следующих многоуровневых классификационных признаках: по динамической удароопасности породы подразделяются на два класса: упруго-пластического и упруго-хрупкого разрушения; по напряженному состоянию силовых полей Ц на три группы: тектонические, гравитационные (первичные) поля и техногенные (вторичные); по удароопасности при разрушении Ц на шесть категорий: слабо удароопасные, умеренно удароопасные, средне удароопасные, удароопасные, очень удароопасные, весьма удароопасные; по внешним признакам форм проявления горного давления, обеспечивает количественное прогнозирование динамических проявлений от свойств горных пород.
Ранее лабораторией динамической прочности и высоких давлений ВНИМИ под руководством А. Н. Ставрогина проводились исследования пород и руд по их удароопасности. Автор, продолжая исследования о проявлении горного давления в регионах Горной Шории и Хакасии, основываясь на достоверности сейсмологической службы рудника о динамических проявлениях, происходящих в массивах, и лабораторных результатах (испытания образцов пород и руд по удароопасности и пластичности), при сопоставлении их с натурными условиями и уточнении типов пород, разработал классификацию динамической удароопасности (таблица 3).
Таблица 3 - Разделение горных пород по упругим свойствам и классу горных ударов
Класс горного удара | Модуль упругости пород Е 104, МПа | Тип неоднородных горных пород |
1 | 2 | 3 |
Микроудары (стреляние, толчки) | < 3 | 1. Туффиты агломератовые 2. Известняки |
Окончание таблицы 3
1 | 2 | 3 |
Слабые | 3 5 | 3. Сланцы полеошпат-серицит хлоритовые 4. Альбит-андезитовые порфириты |
Средние | 5 7 | 5. Туффиты трахитовые 6. Туфы андезитового порфирита 7. Сланцы по алевролитам 8. Сланцы по туфам 9. Туфы трахитового порфирита 10. Сиенит-порфиры 11. Сланцы серицит полеошпатовые 12. Туфы |
Сильные | 7 9 | 13. Сиениты андезит базальтового состава 14. Туфолавы 15. Габбро- порфириты 16. Туффиты 17. Туфоалевролиты 18. Порфириты 19. Диоритовые порфириты 20. Порфириты плагиоклазовые |
Катастрофические | > 9 | 21. Сиениты 22. Туфы смешанного состава |
Все горные породы делятся на два класса, признаками упруго-пластического и упруго-хрупкого разрушений обладают: 1, 2, 3 группы и 1, 2, 3, 4, 5, 6 категории. Класс события определяется по механизму динамики пород и признаку их удароопасности, группы - по напряженному состоянию силовых полей: тектонические, гравитационные (первичные) поля и техногенные (вторичные); а категория - по результатам последствий разрушений в горных выработках (рисунок 6).
Предлагаемая классификация массива неоднородных пород позволяет обеспечить достоверность оценки геодинамической обстановки на различных типах месторождений, повышает уровень прогнозирования проявления горного давления и форм горных ударов, и управления динамическим механизмом возникновения удароопасности в горных породах.
Рисунок 6 - Блок - схема классификации горных пород по механизму динамической удароопасности.
Заключение
В диссертации на основе выполненного комплекса исследований решена научная проблема обоснования геомеханических параметров безопасной отработки рудных удароопасных месторождений, основанная на выявленных закономерностях по разработке методики количественного прогнозирования геомеханических процессов в массивах, изменении напряженно-деформированного состояния на периферии геологических блоков и в зонах разрывных нарушений, выявленых новых закономерностях распределения коэффициентов удароопасности на разных глубинах месторождения и изменении пределов прочности пород, имеющая важное народнохозяйственное значение в горнорудной промышленности.
Основные выводы, конкретные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:
1. Разработана и внедрена методика количественного прогнозиро-вания параметров геомеханических процессов в горных породах, на основании которой установлено, что при отступающем порядке отработки рудных залежей месторождения вторичное напряженно-деформированнное состояние участка массива в пределах целика находится под воздействием знакопеременных деформаций в силу сложности его пространственной конфигурации. В условиях естественного залегания целика магнетитовой руды проявляется область объемного сжатия в интервале 45-30 м, а деформации знакопеременного харакнтера возникают в краевых частях и на границе тектонических нанрушений (зон) висячий бок - от 15 до 60 м в глубь рудной залежи (при R01R1=-2,0 мм; R01R2=-1,3 мм; R01R3=-1,7 мм; R01R4=0,6 мм и R02R1=-1,6 мм; R02R2=-0,7 мм; R02R3=-1,0 мм; R02R4=1,3 мм.
Такой ход описываемой кривой по своей геомеханической сущности может быть объяснен характером деформационных процессов, происходящих во вторичном напряженном массиве целика, в котором нарушено равновесное состояние.
На участке роста (15-30м) смещений скорость деформаций разгрузки опережает скорость деформаций пригрузки, обусловленной действием первичных тектонических сил сжатия, то есть на данном участке идет процесс разуплотнения пород.
На участке спада (30-45м) скорость деформаций пригрузки опережает разгрузку массива, а на участке (45-60м) происходит процесс накопления энергии упругих деформаций, что может привести к появлению динамических проявлений горного давления.
2. Установлена закономерность изменения вторичного напряженно-деформированнного состояния горного массива на периферии геологических блоков, в зонах разрывных нарушений и пересечения рудной залежи интрузией при разной глубине разработки за счет пород, обладающих разными упругими и прочностными свойствами. Упругие и прочностные свойства пород изменялись в обратно пропорциональной зависимости, с поверхности и до глубины 590м туфоконгломераты, гранодиориты и граниты, у которых модуль упругости снижался с 4,06 до 1,72104 МПа, а предел прочности на сжатие увеличивался с 61,8 до 132,0 МПа, далее породы видоизменились на глубине 710м плагиогранитами, у которых модуль упругости возрос до 4,30104 МПа, а предел прочности снизился до 66,1 МПа, что характерно для интрузивных комплексов вблизи проходящих Девонского и Кенийского разломов.
3. Установлены следующие закономерности изменения предела прочности пород от глубины в зонах влияния горных выработок при отработке рудных месторождений полезных ископаемых на участках вторичных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов: в прямо пропорциональной зависимости от пересечения одних пород другими, и возникновения в области пересечений динамических проявлений под влиянием технологических процессов и первичных напряжений в массиве, нормальных и касательных. В строении месторождения принимают участие гранитоидные интрузии с породами эффузивно-осадочной толщи и габбро-сиенитовый комплекс, который с понижением ведения горных работ начинает терять свое равновесное состояние:
- в интервалах глубин 440, 550 ÷ 570, 860 ÷ 960м при пересечении сланцев полеошпат серицит хлоритовых σsсж=41,2 МПа, агломератовых туффитов σsсж=57,8 МПа и туффитов σsсж=54,9 МПа низкой прочности с порфиритами σsсж=56,9 5,9 МПа ниже средней прочности, возникают стреляния;
- в диапазонах глубин 630 и 800 - 900м туфы среднеосновного состава σsсж=37,0 МПа, сиениты андезит базальтового состава σsсж=64,0 МПа средней прочности со сланцами полеошпат хлоритовыми σsсж=32,4 МПа, туффитами σsсж=59,8 МПа - низкой прочности, происходят толчки;
- в пределах интервалов глубин 500 ÷ 640 и 700 900м при взаимодействии сиенитов σsсж = 109,0 МПа, туфов андезитового порфира σsсж = 128,0 МПа, порфиритов σsсж = 142,0 МПа, диоритовых порфиритов σsсж = 152,0 МПа средней прочности, наблюдаются микроудары;
- а в диапазоне глубин 600 850м в сиенитах σsсж=156,0 МПа, порфиритах σsсж=184,0 МПа, туфах трахитового порфира σsсж=188,0 МПа и туфах андезитового порфира σsсж=237,0 МПа высокой прочности со сланцами по туфам σsсж=93,1 МПа средней и высокой прочности - горные удары.
4. Установлена закономерность распределения коэффициентов удароопасности горных пород: в интервале глубин 290, 430 и 460 м месторождения при отработке сплошной выемкой по простиранию рудного тела происходят изменения пластичности под воздействием геодинамических процессов протекающих в крепких массивах с включением интрузий. При достижении коэффициеннтами удароопасности и пластичности предельнного удароопасного значения, равного 1,0, происходит процесс мгновенного разнрушения пород всех разновидностей и руд по петрографическому сонставу и происхождению, залегающих в массиве. Породы ранжируются по зернистости и степени раскристаллизованности ячеистой структуры следующим образом: порфириты и туфы трахитового порфира при К1=1,0, Кпл=1,0; сланцы серицит полеошпатовые и по алевролитам К1=0,99, Кпл=1,01; туффит агломератовый, туфолава К1=0,96, Кпл=1,05; габбро-порфириты К1=0,95, Кпл=1,05; туфы К1=0,94, Кпл=1,07; сиенит-порфир, порфирит плагиоклазовый и сланцы по туфам К1=0,93, Кпл=1,07; сиениты андезит базальтового состава, сланцы полеошпат серицит хлоритовые при К1=0,92, Кпл=1,09.
5. Разработана и предложена классификация пород неоднородного массива по динамической удароопасности месторождений, в основу которой положены расчетные величины механических свойств пород и показатели их удароопасности. Установленный методом математической статистики расчет ширины интервала для ряда значений дает 0,05, а интервальный ряд, построенный с учетом полученной ширины интервала, разбит на 6 категорий по возрастающей: слабо удароопасные при К1=0,71 0,75, К2=0,28 0,32, Кпл=1,25 1,29; умеренно удароопасные - К1=0,76 0,80, К2=0,23 0,27, Кпл=1,20 1,24; средне удароопасные - К1=0,81 0,85, К2=0,18 0,22, Кпл=1,15 1,19; удароопасные -К1=0,86 0,90, К2=0,13 0,17, Кпл=1,10 1,14; очень удароопасные - К1=0,91 0,95, К2=0,08 0,12, Кпл=1,05 1,09; весьма удароопасные - К1=0,96 1,0, К2=0,03 0,07, Кпл=1,0 1,04; с требуемой надежностью не менее 90% и доступной относительной погрешностью не более 8 8,1% - для пород месторождений Горной Шории, а Хакасии - при доверительной надежности не менее 95% и погрешности не более 2,0 2,9%.
6. В сложных условиях отработки рудных удароопасных месторождений используется комплекс разработанных рекомендаций по обоснованию своевременного предотвращения динамических явлений и техногенных процессов, обеспечивающих промышленную безопасность при ведении подземных работ.
Полученные в диссертационной работе выводы и закономерности, применительно к рудным удароопасным месторождениям Сибири, в равной степени могут распространяться на другие рудные удароопасные месторождения руд России - Северного Урала, Хибин и за рубежом: рудники Колар в Индии, Витватерсранда - Южная Африка, Восточные Альпы и Австрия.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
- Синкевич Н.И. Изменение напряжённо-деформированного состояния и удароопасности массива скальных пород с учётом особенностей геологического строения и тектоники Таштагольского месторождения / Н.И. Синкевич // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. №4. - с.28-29.
- Синкевич Н.И. Оценка удароопасности массива горных пород с помощью прибора УМГП-3 /Н.И. Синкевич// Безопасность труда в промышленности. - 2004. №1. - с.27-28.
- Синкевич Н.И. Закономерность изменения запаса прочности горных пород с глубиной разработки Таштагольского железорудного месторождения /Н.И. Синкевич// Безопасность труда в промышленности. - 2003. №6. - с.45-47.
- Синкевич Н.И. Оценка природного напряженного состояния массива Абаканского месторождения /Н.И. Синкевич// Горный журнал. - 2003. №11. - с.30-31.
- Синкевич Н.И. Закономерности изменения напряжений в аномальном поле при очистной выемке /Н.И. Синкевич// Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. №3. - с.49-52.
- Синкевич Н.И. Роль натурных наблюдений за природным массивом как объектом изучения /Н.И. Синкевич// Безопасность труда в промышленности. - 2003. №7. - с.43-44.
- Синкевич Н.И. Напряженно-деформированное состояние вне зоны влияния очистных работ /Н.И. Синкевич// Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. №5. - с.8-10.
- Синкевич Н.И. Особенности формирования напряженного состояния скальных массивов горных пород /Н.И. Синкевич// Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. №5. - с.10-11.
- Геомеханические условия отработки участка Новый Шерегеш / Б.В.Шрепп, Н.И. Синкевич, В.В. Дорогунцов, Ю.Н.Никуленко // Безопасность труда в промышленности. - 1994. № 6. - с.16-20.
- Исследование вопросов геомеханики и удароопасности при подготовке месторождения Одиночное /Б.В. Шрепп, Н.И. Синкевич, И.Н. Солманов, Д.В. Зырянов // Горный журнал - 1994. №10. - с. 49-52.
- Геомеханическая оценка условий отработки глубоких горизонтов Шерегешевского месторождения. / Б.В.Шрепп, А.В.Мозолев, Н.И. Синкевич, В.Н. Никитин // Безопасность труда в промышленности. Ц1995. № 7. - с.29-33.
- Исследование вопросов геомеханики удароопасного массива при сооружении вертикальных стволов / Б.В.Шрепп, А.В.Мозолев, Н.И. Синкевич, Н.И. Скляр и др.// Горный журнал. - 1996. № 1-2. - с.88-92.
- Исследование напряженно-деформированного состояния массива вмещающих пород и крепи ствола на Таштагольском руднике / Н.И. Синкевич, Б.В. Шрепп, В.К. Климко, Н.И. Скляр // Безопасность труда в промышленности. 1998, № 8. - с.40-44.
- Пат. 2193659 Россия, МПК7Е21С41/22. Способ отработки месторождений полезных ископаемых / Н.И. Синкевич, Б.В. Шрепп, О.В. Залесская, В.К. Климко, Н.И. Скляр. ОАО ВостНИГРИ - Заявка №2000113978; Заявл. 02.06.2000; Опубл. 27.11.2002. - 10с.; 2л.ил.
- Пат. 2301332 Россия, МПК7Е21С39/00. Устройство для измерения деформаций на стенках скважин / Н.И. Синкевич. ГОУ ВПО СибГИУ- Заявка №2006102767/03; Заявл. 31.01.2006; Опубл. 20.06.2007. - 5с.; 2л.ил.
- Синкевич Н.И. Натурные исследования параметров напряженно-деформированного состояния на Таштагольском железорудном месторождении /Н.И. Синкевич// Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. №2. - с. 82-84.
- Синкевич Н.И. Оптимизация по геомеханическим условиям схем и способов очистной выемки /Н.И. Синкевич// Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. №3. - с. 259-264.
- Исследование вопросов геомеханики удароопасного массива при сооружении вертикальных стволов / Б.В. Шрепп, А.В. Мозолев, Н.И. Синкевич, И.Н. Солманов, Д.В. Зырянов // Горный журнал - 1995. №5, - с.10-14.
- Временное руководство по сооружению вертикальных стволов при повышенном горном давлении и удароопасности на рудниках Сибири / Б.В. Шрепп, А.В. Мозолев, Н.И. Синкевич, В.А. Квочин и др. - Новокузнецк.: Изд. центр СибГИУ, 1995. - 47с.
- Методические рекомендации по предупреждению ударов горно-тектонического типа на железорудных месторождениях Сибири / Б.В. Шрепп, А.В. Мозолев, В.А. Квочин, М.В. Курленя, А.А. Еременко, Н.И. Синкевич и др. - Новокузнецк.: Изд. центр СибГИУ, 1997. - 27с.
- Синкевич Н.И. Динамика геомеханического состояния при вскрытии новых горизонтов и шахтных полей на месторождении / Синкевич Н.И. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004, №4. - с. 341-344.
- Синкевич Н.И. Исследования параметров напряженно-деформированного состояния на Таштагольском железорудном месторождении / Н.И. Синкевич // Известия вузов. Горный журнал. - 2004, №5. - с. 51-56.
- Синкевич Н.И. Напряженно-деформированное состояние пород и его изменение во времени / Н.И. Синкевич / Известия вузов. Горный журнал. - 2004, №6. - с. 42-44.
- Синкевич Н.И. Исследования напряженно-деформированного состояния массивов на рудниках Горной Шории / Н.И. Синкевич / Горный журнал. - 2004, №10. - с. 41-43.
- Синкевич Н.И. Прогноз удароопасности железорудных месторождений Сибири / Н.И. Синкевич // Безопасность труда в промышленности. - 2005, №3 - с. 50-52.
- Синкевич Н.И. Исследование деформаций контура горизонтальных выработок при проходке на больших базах / Синкевич Н.И. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2005, №5. - с. 326-328.
- Синкевич Н.И. Исследования параметров напряженно-деформированного состояния с помощью наблюдательной станции в крепи ствола Клетевой / Синкевич Н.И. //Уголь. - 2005, №11. - с. 19-22.
- Синкевич Н.И. Натурные исследования методом щелевой разгрузки параметров напряженно-деформированного состояния на Шерегешевском железорудном месторождении / Н.И. Синкевич // Уголь. - 2006. №10. - с . 62-64.
- Синкевич Н.И. Исследование напряженно-деформированного состояния в призабойном массиве вертикальных стволов Абаканского месторождения / Н.И. Синкевич // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006, 5. Цс. 32-35.
- Синкевич Н.И. Теоретические и экспериментальные работы по горному давлению в вертикальных стволах / Н.И. Синкевич // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006, 6. Цс. 38-41.
- Пат. 3211534 Россия, МПК7Е21С39/00. Устройство для измерения деформаций на стенках горной выработки методом щелевой разгрузки / Н.И. Синкевич. ГОУ ВПО СибГИУ - Заявка № 20055141711/03; Заявл. 30.12.2005; Опубл. 27.11.2007. - 6с.; 3л.ил.
- Пат. 23114417 Россия, МПК7Е21С39/00. Устройство для измерения деформаций на стенках горной выработки методом частичной разгрузки на большой базе / Н.И. Синкевич. ГОУ ВПО СибГИУ - Заявка № 2006110177/03 (011064); Заявл. 29.03.2006; Опубл.10.01.2008. - 5с.; 3л.ил..
- Синкевич Н.И. Классификация массива неоднородных пород по динамической удароопасности и типу месторождения / Н.И. Синкевич // Безопасность труда в промышленности. - 2008, №4 - с. 30-31.
- Синкевич Н.И. Закономерности изменения параметров напряженно-деформированного состояния пород в зонах разрывных нарушений при разной глубине разработки/ Н.И. Синкевич // Безопасность труда в промышленности. - 2008, №11 - с. 37-39.