Исследование деформирования подземных горных выработок в условиях Гремячинского месторождения калийных солей

Приведены результаты анализа параметров деформирования горных пород в окрестности капитальных горных выработок, расположенных в сильвинитовом пласте на глубине около 1100 м. Вмещающий породный массив характеризуется тем, что в кровле выработок залегают крепкие ангидрит-доломитовые породы, а в непосредственной близости от почвы выработок — слабые карналлитовые. Экспериментальные выработки пройдены комбайновым способом с параметрами: высота — 3,7 м, ширина — 6,0 м. Контроль деформаций на шести замерных станциях производился в выработках, закрепленных анкерной крепью по сетке, соответственно, 1,0×1,0, 1,5×1,5 и 2,0×2,0 м. Две замерные станции располагались в незакрепленной выработке. Установлено, что к основным факторам, влияющим на величину деформаций контура капитальных выработок, относятся параметры анкерного крепления и особенности геологического строения вмещающих пород. Так, например, усиление крепления кровли приводит к уменьшению величин и скоростей смещений не только кровли, но и боков выработок. Наибольшие величины смещений и их скорости зафиксированы в почве выработок. Повышенные величины смещений пород почвы следует ожидать при уменьшении расстояния от контура выработки до ближайшей границы раздела пластов (слоев) в почве. Представленные результаты могут быть полезны специалистам в области геомеханики, проектирования и строительства горных выработок.

Токсаров В. Н., Морозов И. А., Бельтюков Н. Л., Ударцев А. А. Исследование деформирования подземных горных выработок в условиях Гремячинского месторождения калийных солей // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 7. – С. 113–124. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-7-0-113-124.

Работа выполнена в рамках госзадания № НИОКТР АААА-А18-118040690032-2, а также при финансовой поддержке РФФИ и Пермского края в рамках научного проекта № 19-45-590004.

Токсаров Валерий Николаевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник,
Морозов Иван Александрович¹ — инженер, e-mail: imorozov.work@yandex.ru,
Бельтюков Николай Леонидович¹ — канд. техн. наук, научный сотрудник,
Ударцев Артем Александрович¹ — младший научный сотрудник,
¹ Горный институт Уральского отделения РАН.

Морозов И.А., e-mail: imorozov.work@yandex.ru.

1. Барях А. А., Самоделкина Н. А., Паньков И. Л. Разрушение водоупорных толщ при ведении крупномасштабных горных работ. Ч. I // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2012. — № 5. — С. 3—14.

2. Agnieszka Maj Rock-mass movement monitoring system in historical salt mines, using the example of the bochnia salt mine // Procedia Engineering. 2017. Vol. 191. Pp. 496—503. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.209.

3. Vining A. R., Moore M. A. Potash ownership and extraction: Between a rock and a hard place in Saskatchewan // Resources Policy. 2017. Vol. 54. Pp. 71—80. DOI: 10.1016/j.resourpol.2017.09.002.

4. Московский Г. А., Гончаренко О. П. Минералогические показатели эволюции седиментации в калиеносном бассейне Гремячинского месторождения (Приволжская моноклиналь) // Геология, география и глобальная энергия. — 2012. — № 4. — С. 57—61.

5. Evseev A., Asanov V., Lomakin I., Tsayukov A. Experimental and theoretical studies of undermined strata deformation during room and pillar mining // EUROCK 2018: Geomechanics and Geodynamics of Rock Masses. London, Taylor & FrancisGroup. 2018. pp. 985—990.

6. Асанов В. А., Паньков И. Л., Евсеев А. В., Лобанов С. Ю., Ломакин И. С. Экспериментальные и теоретические исследования длительной устойчивости несущих элементов камерной системы разработки калийных пластов // Вестник Пермского научного центра. — 2017. — № 1. — С. 8—14.

7. Прушак В. Я., Поляков А. Л. Крепление горных выработок в сложных горно-геологических условиях глубоких горизонтов калийного месторождения // Актуальные вопросы машиноведения. — 2016. — № 5. — С. 318—321.

8. Прушак В. Я. Деформация контура горных выработок Старобинского месторождения калийных солей при различных глубинах заложения // Доклады Национальной академии наук Беларуси. — 2016. — № 2 (60). — С. 97—101.

9. Guang-Chuan Liang, Xing Huang, Xing-Yu Peng, Yuan Tian, Yu-Hang Yu Investigation on the cavity evolution of underground salt cavern gas Storages // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2016. Vol. 33. Pp. 118—134. DOI: 10.1016/j.jngse.2016.05.018.

10. Паньков И. Л., Асанов В. А., Ударцев А. А. Изучение влияния степени нагружения и формы образцов на деформирование соляных пород при ползучести // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 1. — С. 246—252.

11. Scott Duncan E. J., Lajtai E. Z. The creep of potash salt rocks from Saskatchewan // Geotechnical and Geological Engineering. 1993. Vol. 11. No 3. Pp. 159—184.

12. Соловьев В. А., Аптуков В. Н., Ваулина И. Б. Поддержание горных выработок в породах соленосной толщи: теория и практика. Новосибирск: Наука, 2017. 264 с.

13. Asanov V. A., Toksarov V. N., Evseev A. V., Bel’tyukov N. L. Specific roof behavior in the southern wing of the Upper Kama potash salt deposit // Journal of Mining Science. 2012. Vol. 48. No 1. Pp. 71—75. DOI: 10.1134/S106273914801008X.

14. Константинова С. А., Соловьев В. А., Чернопазов Д. С. Оценка напряженно-деформированного состояния соленосного массива, вмещающего одиночную выработку на кимберлитовом руднике «Интернациональный» АК АЛРОСА // Известия вузов. Горный журнал. — 2008. — № 3. — С. 59—63.

15. Singh A., Kumar C., Kannan L. G., Rao K. S., Ayothiraman R. Estimation of creep parameters of rock salt from uniaxial compression tests // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018, Vol. 107. Pp. 243—248. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.04.037.