Новые подходы к оценке устойчивости скальных массивов горных пород

при обобщении полученных результатов об устойчивости скальных массивов было выявлено несоответствие параметров прочностных свойств скальных горных пород, определенных по существующим методикам и ГОСТам, их значениям в натурных условиях. В результате проведенных исследований в значительной мере повышена степень геомеханической изученности массива горных пород Гайского подземного рудника. На основе численного моделирования напряженно-деформированного состояния рудного и породного массива было проведено обоснование оптимального порядка отработки запасов на глубине –830/–1390 м. Главные сжимающие напряжения Гайского месторождения действуют в субширотном направлении вдоль оси камер, создавая на их обнажениях напряжения, превышающие 100 МПа. При величине прочности массива на сжатие до 100 МПа, найденной по известным методикам, рудные массивы третьей очереди (целики) ниже горизонта –910 м должны разрушаться. При оценке устойчивости целиков (стенок камер) в последние три года в ряде случаев возникло разногласие. Рассчитанные напряжения превышают предельно допустимые, но целики (стенки камер) остаются устойчивыми. Обоснована корректировка получаемых значений предельной прочности горных пород поправочными коэффициентами и введением определения приведенной прочности (227 МПа), при которых кровля, стенки камер и целики находятся в устойчивом состоянии. В результате проведенного исследования полученные величины напряженного состояния массива горных пород и его прочностные характеристики более реально отражают прогнозируемое разрушение или устойчивость массива горных пород на руднике. Выполненные исследования способствуют более обоснованному корректированию параметров технологии отработки с обеспечением безопасности ведения горных работ.

Зубков А.В., Сентябов С.В. Новые подходы к оценке устойчивости скальных массивов горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3-1. — С. 68–77. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-68-77.

Исследования выполнены по государственному заданию №075—00581— 19—00 по теме № 0405—2019—0007.

Зубков Альберт Васильевич¹ — докт. техн. наук, главный научный сотрудник лаборатории геодинамики и горного давления, е-mail: sentyabov1989@mail.ru,
Сентябов Сергей Васильевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории геодинамики и горного давления, е-mail: sentyabov1989@mail.ru,
¹ Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН), 620075 г. Екатеринбург, ГСП-219, Мамина-Сибиряка 58.

1. Сидоров Д.В., Потапчук М.И., Сидляр А.В. Прогнозирование удароопасности тектонически нарушенного рудного массива на глубоких горизонтах Николаевского полиметаллического месторождения // Записки Горного института. –2018. — Т. 234. – С. 604–611. 72

2. Еременко В.А., Гахова Л.Н., Семенякин Е.Н. Формирование зон концентрации напряжений и динамических явлений при отработке рудных тел Таштагольского месторождения на больших глубинах // ФТПРПИ. –2012. — № 2. — С. 80–87.

3. Мясков А.В. Методологические основы эколого-экономического обоснования сохранения естественных экосистем в горнопромышленных регионах //Горный информационно –аналитический бюллетень. –2011. — № 1. — С. 399–401.

4. Мясков А.В. Современные эколого-экономические проблемы недропользования // Горный информационно-аналитический бюллетень. –2014. — № 2. — С. 157–160.

5. Timonin V.V., Kondratenko A.S. Process and measuring equipment transport in uncased boreholes // J. Min. Sci. 2015. Vol 51. no 5 pp. 1056–1061.

6. Jianju Du, Xiang huiQin, Qingli Zeng, Luqing Zhang, Qunce Chen, Jian Zhou, Wen Meng Estimation of the present-day stress field using in-situ stress measurements in the Alxa area, Inner Mongolia for China’s HLW disposal // Engineering Geology Vol. 220, 30 March 2017, Pp. 76—84.

7. Figueiredo B., Cornet F.H., Lamas L., Muralha J. Determination of the stress field in a mountainous granite rock mass // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences Vol. 72, December 2014, Pp. 37—48.

8. Алексеев В.Д. Определение физико-механических свойств горных пород // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых. — 2017. № 1. С. 303—307.

9. Рябов А.А., Бельтюков Н.Л. Определение физико-механических свойств горных пород Сарбайского месторождения // Актуальные проблемы охраны труда и безопасности производства, добычи и использования калийно-магниевых солей. Материалы I Международной научно-практической конференции. Под ред. Г.З. Файнбурга. — 2018. — С. 139–154.

10. Kong L., Ostadhassan M., Li C., Tamimi N. Rock Physics and geomechanics of 3D printed Rocks / ARMA 51st U.S. Rock Mechanics. Geomechanics Symposium, San Francisco, California, USA, 2017, pp. 1–8.

11. Gell E.M., Walley S. M, Braithwaite C.H. Review of the Validity of the Use of Artificial Specimens for Characterizing the Mechanical Properties of Rocks // Rock Mechanics and rock Engineering, 2019, no 3, pp. 1–13.

12. Карташов Ю.М., Матвеев Б.В., Михеев Г.М., Фадеев А.Б. Прочность и деформируемость горных пород.– М.: Недра, 1979.-269 с.

13. Зубков А.В. Геомеханика и геотехнология. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2001. — 333с.

14. Шуплецова Ю.П. Прочность и деформируемость скальных массивов. — Екатеринбург: УрО РАН,2003. — 195 с. ISBN 5—7691—1428—2.

15. Ким Д.Н. Влияние структуры на сдвиговую прочность массива и определение расчетных механических характеристик // Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ: Сб. ст. — Л.: ВНИМИ, 1969.-Вып. 72. — С. 568— 585.

16. Чернышев С.Н. Трещины горных пород. М.: Наука, 1983.

17. Hong K., Han E., Kang K. Determination of geological strength index of jointed rock mass based on image processing // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2017. no 9. Pp. 702–708.

18. Thibaut Perol, Michail Gharbi, Marine Denolle. Convolutional neural network for earthquake detection and location // Sci Adv 4 (2), e1700578. (2018) http://advances. sciencemag.org/ content/4/2/e1700578, DOI: 10.1126/sciadv.1700578.