Геомеханическое обоснование параметров скважинной разгрузки удароопасного массива горных пород

По результатам численного моделирования напряженно-деформированного состояния выявлены закономерности формирования природно-техногенного поля напряжений в массиве горных пород Николаевского полиметаллического месторождения, опасного по горным ударам. Отработка на глубоких горизонтах приводит к формированию областей повышенных концентраций напряжений в целиках и кровле горно-подготовительных выработок, расположенных в районе формирующихся очистных камер, а также областей разгрузки (в бортах выработок и очистных камер). Для снижения удароопасности наиболее напряженных участков массива обосновано применение скважинной разгрузки и определены оптимальное расположение и параметры (ширина межскважинных перемычек и диаметр) разгрузочных скважин, обеспечивающие максимальное снижение напряженного состояния междуэтажных целиков на месторождении. Установлено, что уровень напряжений приконтурного массива для условий Николаевского месторождения определяется, в первую очередь, глубиной, на которой пройдена выработка, величиной угла между выработкой и направлением главных напряжений и типом пород. В результате была получена количественная зависимость, связывающая глубину заложения горных выработок, их ориентацию относительно главных напряжений и параметры бурения разгрузочных скважин, позволяющая обеспечить наиболее безопасные и эффективные условия ведения горных работ.

Ключевые слова: удароопасность, подземная отработка, массив горных пород, напряженно-деформированное состояние, целик, численное моделирование, скважинная разгрузка, управление горным давлением.
Как процитировать:

Рассказов И. Ю., Сидляр А. В., Потапчук М. И., Мирошников В. И. Геомеханическое обоснование параметров скважинной разгрузки удароопасного массива горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 5. – С. 5–17. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_5_0_5.

Благодарности:

Исследования проведены с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием «Центр обработки и хранения научных данных ДВО РАН», финансируемого Минобрнауки России по соглашению № 075-152021-663.

Номер: 5
Год: 2023
Номера страниц: 5-17
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.831.32
DOI: 10.25018/0236_1493_2023_5_0_5
Дата поступления: 09.08.2022
Дата получения рецензии: 17.02.2023
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.04.2023
Информация об авторах:

Рассказов Игорь Юрьевич — член-корр. РАН, д-р. техн. наук, директор, Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН, e-mail: rasskazov@igd.khv.ru,
Сидляр Александр Владимирович1 — канд. техн. наук, научный сотрудник, e-mail: alex-igd@mail.ru,
Потапчук Марина Игоревна1 — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: potapchuk-igd@mail.ru,
Мирошников Владимир Иванович1 — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: mirosh19@bk.ru,
1 Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН.

 

Контактное лицо:

Сидляр А.В., e-mail: alex-igd@mail.ru.

Список литературы:

1. Simser B. P. Rock burst management in Canadian hard rock mines // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019, vol. 11, no. 5, pp. 1036—1043. DOI: 10.1016/j. jrmge.2019.07.005.

2. Keneti A., Sainsbury B. Review of published rockburst events and their contributing factors // Engineering Geology. 2018, vol. 246, pp. 361—373. DOI: 10.1016/j.enggeo.2018.10.005 ENGEO 4964.

3. Jun Wang, Apel D. B., Yuanyuan Pu, Hall R., Chong Wei, Sepehri M. Numerical modeling for rockbursts. A state-of-the-art review // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2021, vol. 13, pp. 457—478. DOI: 10.1016/j.jrmge.2020.09.011.

4. He Shengquan, Tuo Chen, Isaac Vennes, Xue-qiu He, Dazhao Song, Jianqiang Chen, Mitri H. S. Dynamic modelling of seismic wave propagation due to a remote seismic source: A case study // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2020, vol. 53, pp. 5177—5201. DOI: 10.1007/s00603-020-02217-w.

5. Рассказов И. Ю. Контроль и управление горным давлением на рудниках Дальневосточного региона. — М.: Изд-во «Горная книга», 2008. — 329 с.

6. Рассказов И. Ю., Курсакин Г. А., Потапчук М. И., Мирошников В. И., Фрейдин А. М., Осадчий С. П. Геомеханическая оценка условий разработки глубоких горизонтов полиметаллического месторождения «Южное» // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2012. — № 5. — С. 125—134.

7. Рассказов И. Ю., Саксин Б. Г., Усиков В. И., Потапчук М. И. Геодинамическое состояние массива пород Николаевского полиметаллического месторождения и особенности проявления удароопасности при его освоении // Горный журнал. — 2016. — № 12. — С. 13—19. DOI: 10.17580/gzh.2016.12.03.

8. Козырев А. А., Лукичев С. В., Наговицын О. В., Семенова И. Э. Геомеханическое и горно-технологическое моделирование как средство повышения безопасности отработки месторождений твердых полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 4. — С. 73—83.

9. Wang Jianchao, Guo-qing Chen, Xiao Yaxun, Shaojun Li, Yi Chen, Zhibin Qiao Effect of structural planes on rockburst distribution: Case study of a deep tunnel in Southwest China // Engineering Geology. 2021, vol. 292, artcle 106250. DOI: 10.1016/j.enggeo.2021.106250.

10. Семенова И. Э., Аветисян И. М., Земцовский А. В. Геомеханическое обоснование отработки запасов глубокого горизонта в сложных горно-геологических и геодинамических условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 12. — С. 65—73. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-12-0-65-73.

11. Жирнов А. А., Шапошник Ю. Н., Никольский А. М., Неверов С. А. Геомеханическая оценка горнотехнической ситуации на Иртышском месторождении и обоснование параметров систем разработки // Горный журнал. — 2018. — № 1. — С. 48—53. DOI: 10.17580/gzh.2018.01.08.

12. Зотеев О. В. Моделирование напряженно-деформированного состояния массива горных пород численными методами // Известия вузов. Горный журнал. — 2003. — № 5. — C. 108—115.

13. Барышников В. Д., Пирля К. В., Шумский И. П. Результаты исследований физикомеханических свойств горных пород Николаевского месторождения / Физические свойства горных пород. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1982. — С. 131—135.

14. Сидляр А. В., Потапчук М. И., Терешкин А. А. Геомеханическое обоснование мер безопасности при разработке Николаевского полиметаллического месторождения, опасного по горным ударам // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 7. — С. 184—194. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-7-0-184-194.

15. Петухов И. М., Егоров П. В., Винокур Б. Ш. Предотвращение горных ударов на рудниках. — М.: Недра, 1984. — 230 с.

16. Марысюк В. П., Корнейчук В. И., Фендер С. Н., Андреев А. А., Корецкий А. С. Совершенствование способов разгрузки массива скважинами большого диаметра при отработке сульфидных руд // Горный журнал. — 2014. — № 4. — С. 15—18.

17. Полухин В. А., Скобликов В. В. Способ повышения устойчивости выемочных и магистральных горных выработок // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2008. — № 2. — С. 113—117.

18. Zhu Qi-hu, Lu Wen-bo, Sun Jin-shan, Chen Ming Prevention of rockburst by guide holes based on numerical simulations // Mining Science and Technology. 2009, vol. 19, pp. 346—351.

19. Карпов Г. Н., Ковальский Е. Р., Смычник А. Д. Определение параметров разгрузки массива горных пород на концевых участках демонтажной камеры // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 8. — С. 95—107. DOI: 10.25018/02361493-2019-08-0-95-107.

20. Казикаев Д. М. Геомеханика подземной разработки руд. — М.: Изд-во МГГУ, 2009. — 542 c.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.