Оценка состояния горного массива на основе анализа горно-геологической обстановки и моделирования его напряженности

Рассмотрен вопрос о влиянии погрешности определения параметров физикомеханических свойств горных пород на результаты расчетов компонент напряжений в породных массивах. Произведена оценка напряженного состояния массива горных пород, обоснованная результатами исследований его структурно-тектонического строения. Представлены результаты численного моделирования природного поля напряжений Стрельцовского рудного поля, полученные с использованием программной системы конечно-элементного анализа. Выполнено сравнение полученных результатов с данными натурных измерений в элементах горных выработок с использованием метода щелевой разгрузки. Дана оценка влияния изменения параметров механических свойств горных пород на величину вычисленных напряжений. Использованная геомеханическая модель позволила выявить зоны неоднородности вертикальных и горизонтальных компонент природного поля напряжений, установить нелинейный характер их распределения на разных глубинах и выявить отличия от традиционных представлений о напряженном состоянии в горном массиве. Обоснован механизм формирования горизонтальных тектонических напряжений на больших глубинах, позволяющий прогнозировать удароопасность горных пород по горно-геологическим признакам. В результате представлена схема формирования напряженно-деформированного состояния исследованного горного массива. Предложен трехэтапный процесс численного моделирования напряженного состояния массива горных пород, позволяющий учитывать горнотехническую ситуацию в различные моменты времени.

Бабелло В. А., Бейдин А. В., Овсейчук В. А., Смолич С. В. Оценка состояния горного массива на основе анализа горно-геологической обстановки и моделирования его напряженности // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 12. – С. 41– 54. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-12-0-41-54.

Бабелло Виктор Анатольевич¹ — д-р техн. наук, профессор,
Бейдин Алексей Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент,
e-mail: beydin@mail.ru,
Овсейчук Василий Афанасьевич¹ — д-р техн. наук, профессор,
e-mail: mks3115637@yandex.ru,
Смолич Сергей Вениаминович¹ — канд. техн. наук, доцент,
¹ Забайкальский государственный университет.

Бейдин А.В., e-mail: beydin@mail.ru.

1. Balek A., Sashourin A. In-situ rock mass stress-state measurements in scales of mineral deposits: problem-solving // E3S Web of Conferences. 2018. Vol. 56, no 02004. DOI: 10.1051/e3sconf/20185602004.
2. Yakovlev V. L., Yakovlev A. V. Estimate of stress state in rock masses adjacent to open pit walls // Journal of Mining Science. 2007;43(3);247—253.
3. Зубков А. В., Зотеев О. В., Смирнов О. Ю., Липин Я. И., Худяков С. В., Криницын Р. В., Селин К. В., Ершов А. А., Валиуллов Л. Р. Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния земной коры Урала во времени // Литосфера. — 2010. — № 1. — С. 84—93.
4. Резников М. А. Вариационный метод в расчетах устойчивости откосов горных пород. — М.: Недра, 1991. — 104 с.
5. Еремин Г. М. Повышение точности и надежности определения прочностных характеристик пород и их свойств при деформациях массивов пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2000. — № 9. — С. 31—33.
6. Курленя М. В. Техногенные геомеханические поля напряжений. — Новосибирск: Наука, 2005. — 264 с.
7. Kodama J., Miyamoto T., Kawasaki S., Fujii Y., Kaneko K., Hagan P. Estimation of regional stress state and Young’s modulus by back analysis of mining-induced deformation // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2013;63:1—11. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2013.05.007.
8. 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. 2014;72:37—48. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2014.07.017.
9. Гущенко О. И. Кинематический принцип реконструкции направления главных напряжений (по геологическим и сейсмическим данным) // Доклады Академии наук СССР. — 1975. — Т. 225. — № 3. — С. 56—67.
10. Савченко С. Н. К вопросу об оценке величины горизонтальных тектонических напряжений в Евразийской литосферной плите / Проблемы разработки месторождений полезных ископаемых и освоения подземного пространства Северо-Запада России. Ч. 3. — Апатиты: ГоИ КНЦ РАН, 2001. — С. 26—33.
11. Зборщик М. П., Назимко В. В. Расчет методом конечных элементов напряжений и деформаций вокруг выработки, охраняемой в обрушенных породах // ФТПРПИ. — 1980. — № 3. — С. 32—36.
12. Влох Н. П. Управление горным давлением на подземных рудниках. — М.: Недра, 1994. — 208 с.
13. Зубков А. В. Геомеханика и геотехнология. — Екатеринбург: УрО РАН, 2001. — 335 с.
14. Лизункин В. М., Лизункин М. В., Сосновская Е. Л., Бейдин А. В. Определение первоначальных (природных) напряжений горных массивов на месторождениях «Стрельцовское» и «Антей» // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. — № 4. — С. 207—215.
15. Лизункин М. В. Исследование природных напряжений на месторождениях Стрельцовского рудного поля // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 3. — С. 290—296.
16. Овсейчук В. А., Медведев В. В., Бейдин А. В., Подопригора В. Е., Пирогов Г. Г. Комплексная технология отработки скальных урановых руд с элементами подземной рудоподготовки. — Чита: ЗабГУ, 2018. — 343 с.

17. Мельников И. В. Минералого-геохимические особенности процесса формирования гидротермальных уран-молибденовых месторождений // Геохимия процессов миграции рудных элементов. — М.: Наука. 1977. — С. 47—64.
18. Ищукова Л. П., Игошин Ю. А., Авдеев Б. В. и др. Геология Урулюнгуевского рудного района и молибден-урановых месторождений Стрельцовского рудного поля. — М.: Геоинформмарк, 1998. — 526 с.
19. Голубев А. И., Селецкий А. В. К вопросу выбора моделей грунта для геотехнических расчетов / Научно-практические и теоретические проблемы в геотехнике: межвузовский тематический сборник трудов. Т. 2. — СПб.: СПбГАСУ, 2009. — С. 6—10.
20. Bokiy I. B., Zoteev O. V., Pul V. V., Pul E. K. Selection of basic data for numerical modeling of rock mass stress state at Mirny Mining and Processing Works, Alrosa Group of Companies // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2018, Vol. 134, no 012008. DOI:10.1088/1755-1315/134/1/012008.
21. Строкова Л. А. Определяющие уравнения для грунтов. — Томск: ТПУ, 2009. — 150 с.