Оценка первоначального напряженного состояния массива горных пород в криолитозоне (на примере Ирокиндинского месторождения)

В 2014—2017 гг. на Ирокиндинском руднике, в связи с введением нового технологического оборудования началось растепление многолетнемерзлого массива горных пород, сопровождающееся разрушением его отдельных участков. В связи с этим возникла актуальная необходимость уточнить изменившиеся геомеханические условия и оценить закономерности распределения поля естественного напряженно-деформированного состояния массива горных пород. В процессе исследований измерены природные напряжения при различном криогенном состоянии горных пород: в многолетнемерзлых породах, в переходных зонах мерзлых пород в талые и в талых породах. Измерения произведены методом щелевой разгрузки по методике ИГД УрО РАН. Установлено, что в массиве горных пород Ирокиндинского рудного месторождения происходит изменение структуры поля напряжений в процессе как природного, так и техногенного растепления массива. Характер распределения вертикальных напряжений при растеплении меняется незначительно, горизонтальные напряжения возрастают на 40—60 %. Тектоническая компонента первоначальных напряжений возрастает в несколько раз от –1,8 МПа в мерзлых породах до –22,9 МПа в талых. Результаты исследований подтверждают закономерности естественного напряженно-деформированного состояния ряда других месторождений криолитозоны: Майского, Ново-Широкинского, Коневинского. Для объективной оценки полей естественных напряжений массивов горных пород месторождений, расположенных в криолитозоне, необходимо проводить их температурное районирование. Для повышения безопасности горных работ рекомендуется предупреждать растепление приконтурного массива горных пород. На основании результатов исследований разработано Заключение об удароопасности и газодинамических проявлениях на Ирокиндинском золоторудном месторождении (2017).

Сосновская Е.Л., Авдеев А.Н. Оценка первоначального напряженного состояния массива горных пород в криолитозоне (на примере Ирокиндинского месторождения) // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3-1. — С. 208–215. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-208-215.

Сосновская Елена Леонидовна¹ — канд. геол.-минерал. наук, старший научный сотрудник,
Авдеев Аркадий Николаевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: avdeev0706@mail.ru
¹ Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН), 620075 г. Екатеринбург, ГСП-219, Мамина-Сибиряка 58.

1. Сосновская Е.Л. Оценка геомеханических условий отработки пологих и наклонных жил Ирокиндинского золоторудного месторождения в криолитозоне / Е.Л. Сосновская, Л.И. Сосновский, А.Н.Авдеев // Вестник ИрГТУ, 2015, № 10 — С.99—107.

2. Сосновская Е.Л. Обоснование параметров подземной геотехнологии разработки наклонных жил малой мощности // Вестник ИрГТУ, № 5 — 2015. — С.60—68.

3. Павлов А.М. Определение параметров устойчивых целиков и обнажений камер при разработке наклонных жил в криогенных зонах в условиях Ирокиндинского золоторудного месторождения / А.М.Павлов, Ю.М.Семенов, Л.И. Сосновский // Горный информационно-аналитический бюллетень — М.: «Горная книга». — 2014. — № 10. — С. 21–27.

4. Семенов Ю.М.Температурный режим горного массива в криолитозоне на руднике «Ирокинда» / Ю.М. Семенов // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. науч. трудов.Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009.С.228—231.

5. Павлов А.М., Семенов Ю.М., Сосновский Л.И. Управление горным давлением в многолетнемерзлых массивах при подземной разработке наклонных жил малой мощности Ирокиндинского золоторудного месторождения // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: тр. науч. конф. Новосибирск: ИГД СО РАН, 2008. С. 477–481.

6. Walter Wittke. Rock Mechanics Based on an Anisotropic Jointed Rock Model (AJRM). Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin, 2014, 865 p.

7. Baotang Shen, Ove Stephansson, Mikael Rinne. Modelling Rock Fracturing Processes. Springer, Dordrecht, 2014, 173 p.

8. The ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 2007—2014. Under the editorship of R. Ulusay, Springer International Publishing Switzerland, Cham, 2015, 293 p.

9. Chunlai Wang. Evolution, Monitoring and Predicting Models of Rockburst. Springer, Singapore, 2018, 188 p.

10. Влох Н.П. Управление горным давлением на подземных рудниках / Н.П. Влох. — М.: Недра, 1994. 208 с.

11. Зубков А.В. Геомеханика и геотехнология. — Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 335с.

12. Павлов А.М. Исследование криолитозоны и ее влияния на геомеханическое состояние массива горных пород при подземной разработке золоторудных месторождений Бурятии // Известия Сибирского отделения РАЕН. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2012.№ 1 (40). — С. 53—61.

13. Сосновская Е.Л. Обоснование матрицы природных напряжений массива горных пород жильных месторождений Сибири и Дальнего Востока / Е.Л.Сосновская, В.Б.Ясыченко // Вестник ИрГТУ, № 11 — 2011. — С.74—78.

14. Технология разработки золоторудных месторождений / Под редакцией Неганова В.П. — М.: Недра, 1995. — 336 с.