Особенности геомеханического состояния массива горных пород на глубоких горизонтах рудников «Интернациональный» и «Мир»

Приведены результаты математического моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) горного массива на рудниках «Интернациональный» и «Мир» при отработке глубоких горизонтов. Выполнена оценка НДС горного массива на руднике «Интернациональный» при отработке запасов в опасной по гидрогеомеханическим факторам зоне Метегеро-Ичерского горизонта, из которого возможны прорывы воды и пульпы, приводящие к растворению соляных пластов, разрушению выработок. Рассмотрена геотехнология отработки запасов рудника «Интернациональный» в этой зоне, полностью исключающая поступление воды в результате создания защитного замкнутого гидроизолирующего контура, формирующегося при проходке кольцевых выработок на границе рудного тела и вмещающих пород и закладке их твердеющими смесями. Показано, что наличие кольцевого слоя из закладки не приводит к существенным изменениям напряжений в горном массиве и не ухудшает геомеханическую ситуацию в целом, что обеспечивает устойчивость горных конструкций и безопасность ведения горных работ при последующей выемке запасов. Выбором необходимых параметров водонепроницаемого закладочного материала можно обеспечить надежную защиту выработок от поступления подземных вод. На глубоких горизонтах рудника «Мир», где исключено проникновение подземных вод, возможно возобновление горных работ. Проведено математическое моделирование изменения НДС массива при выемке запасов с учетом склонности пород к горным ударам. Во вмещающих породах выявлены зоны высокой опасности по горным ударам, где требуются специальные способы выемки для обеспечения безопасности горных работ.

Айнбиндер И. И., Овчаренко О. В. Особенности геомеханического состояния массива горных пород на глубоких горизонтах рудников «Интернациональный» и «Мир» // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 11. – С. 57–69. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-11-0-57-69.

Айнбиндер Игорь Израилевич¹ — д-р техн. наук, профессор, заведующий отделом, e-mail: geoexpert@ yandex.ru,
Овчаренко Оксана Васильевна¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: geoexpert@yandex.ru,
¹ Институт проблем комплексного освоения недр РАН.

Овчаренко О.В., e-mail: geoexpert@yandex.ru.

1. Каплунов Д. Р. Комбинированные геотехнологии как основа перехода к новому технологическому укладу / Комбинированная технология: переход к новому технологическому укладу. Х Международная конференция. — Магнитогорск: МГТУ, 2019. — С. 21—22.

2. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Геотехнологические и геомеханические особенности перехода от открытых к подземным работам на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S56. — С. 67—79.

3. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В. Проектирование формирования и развития горнотехнических систем при комбинированной геотехнологии // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S45-1. — С. 229—240.

4. Zehirov S., Kaykov D., Koprev I. A review of combing open-pit and underground mining methods around the world // Journal of Mining and Geological Sciences. 2017. Vol. 60. Part II. Mining, Technology and Mineral Processing. Pp. 17—20.

5. Olavarria S., Adriasola P., Karzulovic A. Transition from open pit to underground mining at Chuquicamata, Antofagasta, Chile / The South African Institute of Mining and Metallurgy. International Symposium on Stability of Rock Slopes in Open Pit Mining and Civil Engineering. 12—14 Oct., 2015, Cape Town, South Africa.

6. Методические указания по определению параметров опасных зон на горных предприятиях АК «АЛРОСА». — М.: ИПКОН РАН, АГЭЦ, 2007.

7. Айнбиндер И. И., Каплунов Д. Р. Риск-ориентированный подход к выбору геотехнологий подземной разработки месторождений на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 4. — С. 5—19. DOI: 10.25018/0236-14932019-04-0-5-19.

8. Айнбиндер И. И., Пацкевич П. Г. Основные положения стратегии возобновления добычи руды на руднике «Мир» / Опыт и практические шаги по восстановлению горнодобывающего предприятия после аварии. Материалы Всероссийской конференции. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. — С. 33—42.

9. Аксенов А. А., Золотин В. Г., Пуль Э. К. Исследования склонности кимберлитовых месторождений Мало-Ботуобинского района к горным ударам // Горный журнал. — 2020. — № 1. — С. 96—100.

10. Galchenko Yu.P., Eremenko V. A., Myaskov A. V., Kosureva M. A. Solution of geological problems in underground mining of deep iron deposits // Eurasian Mining. 2018. No 1. Pp. 35—40.

11. Айнбиндер И. И., Пацкевич П. Г., Красюкова Е. В. Обоснование геотехнологии безопасной отработки коренных месторождений кимберлитов в условиях переходных зон и больших глубин на основе выделения опасных зон, дифференцированных по гидрогеомеханическим факторам / Научные основы безопасности горных работ. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. — М.: ИПКОН РАН, 2018.

12. Jalbout A., Simser B. Rock mechanics tools for mining in high stress ground conditions at Nickel Rim South Mine / Proceedings of the Seventh International Conference on Deep and High Stress Mining, Australian Centre for Geomechanics, Perth, 2014. Pp. 189—208. DOI: 10.36487/ACG_rep/1410_11_Jalbout.

13. Seccombe R. Numerical modeling of mining subsidence. Bachelor Thesis. 2014.

14. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., Fox D. D. The finite element method for solid and structural mechanics. Butterworth—Heinemann, 2013. 672 p.

15. ANSYS Release 11.0. Documentation. Structural analysis guide. December 2006.

16. Замесов Н. Ф., Айнбиндер И. И. Горные удары и стратегия разработки рудных месторождений на больших глубинах. — М.: ИПКОН АН СССР, 1984.

17. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. — М.: Недра, 1985.