Обоснование рациональных параметров крепи комплекса горных выработок, проводимых в сложных горно-геологических условиях

Неотъемлемой частью подземной разработки месторождений является формирование комплекса горных выработок больших сечений. В частности, проведение камеры дробильно-дозаторного комплекса обуславливает необходимость определения рациональных параметров крепей, обеспечивающих устойчивость горных выработок на весь период эксплуатации рудника. Представлено обоснование рациональных параметров крепи подземных горных выработок дробильно-дозаторного комплекса Ведугинского золоторудного месторождения. Разработана геомеханическая модель месторождения и выполнено численное моделирование изменения напряженно-деформированного состояния горного массива при проведении комплекса сопряжения выработок методом конечных элементов. Расчеты выполнены в программном комплексе Simulia Abaqus CAE с применением критериев оценки устойчивости породных обнажений. В исследовании приведено сравнение двух критериев устойчивости массива для условий Ведугинского месторождения: критерия напряженности элементов выработки и Q-индекса. В зависимости от расчетной категории устойчивости выбраны и обоснованы рациональные параметры крепей для комплекса подземных горных выработок. Подбор крепи проведен для этапа эксплуатации дробильно-дозаторного комплекса. Выполнен сравнительный анализ рассмотренных подходов к оценке устойчивости горных выработок и предложено развивать дальнейшие исследования в направлении изучения влияния пространственного расположения выработок на их устойчивость.

Трушко В. Л., Баева Е. К. Обоснование рациональных параметров крепи комплекса горных выработок, проводимых в сложных горно-геологических условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 12. – С. 55–69. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_12_0_55.

Трушко Владимир Леонидович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: Trushko_VL@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-9742-1076,
Баева Елена Константиновна¹ — аспирант, e-mail: loka2708@rambler.ru, ORCID ID: 0000-0003-4213-6849,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Баева Е.К., e-mail: loka2708@rambler.ru.

Литературу с п. 1 по п. 7 и с п. 10 по п. 14 смотри в REFERENCES.

8. Абросимова Н. А., Бортникова С. Б., Еделев А. В. Формы нахождения потенциально токсичных элементов в отвальных породах Ведугинского месторождения золота // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2013. — № 5. — С. 35—42.

9. Шапошник Ю. Н., Неверов С. А., Неверов А. А., Конурин А. И. Рейтинговая оценка массива горных пород Ведугинского месторождения // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2020. — Т. 7. — № 1. — С. 202—208. DOI: 10.15372/FPVGN 2020070131.

15. Казанин О. И., Ильинец А. А. Обеспечение устойчивости выемочных выработок при подготовке выемочных участков пологих угольных пластов тремя выработками // Записки Горного института. — 2022. — Т. 253. — С. 41—48. DOI: 10.31897/PMI.2022.1.

16. Кириенко Ю. А. Расчет крепи сопряжений стволов в породах, склонных к ползучести // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 8. — С. 142—153. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_8_0_142.

17. Протосеня А. Г., Алексеев А. В., Вербило П. Э. Прогноз напряженно-деформированного состояния и устойчивости лба забоя тоннеля при пересечении нарушенных зон грунтового массива // Записки Горного института. — 2022. — Т. 254. — С. 252—260. DOI: 10.31897/PMI.2022.26.

18. Протосеня А. Г., Катеров А. М. Развитие напряженно-деформированного состояния комбинированной крепи вертикального ствола, пройденного в соляном массиве // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-1. — С. 100—113. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_100.

19. Demenkov P. A., Goldobina L. A., Trushko O. V. Geotechnical barrier options with changed geometric parameters // GEOMATE Journal. 2020, vol. 19, no. 75, pp. 58—65. DOI: 10.21660/2020.75.78558.

20. Shammazov I. A., Batyrov A. M., Sidorkin D. I., Van Nguyen T. Study of the effect of cutting frozen soils on the supports of above-ground trunk pipelines // Applied Sciences. 2023, vol. 13, article 3139. DOI: 10.3390/app13053139.

21. Волохов Е. М., Мукминова Д. З. Оценка деформаций при строительстве эскалаторных тоннелей метрополитена способом искусственного замораживания грунтов для стадии формирования ледопородного ограждения // Записки Горного института. — 2021. — Т. 252. — С. 826—839. DOI:10.31897/PMI.2021.6.5.

22. Беляков Н. А., Беликов А. А. Прогноз целостности водозащитной толщи на Верхнекамском месторождении калийных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-2. — С. 33—46. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_33.

23. Hoek E., Brown E. T. The Hoek-Brown failure criterion — a 1988 update / Proceedings of the 15th Canadian Rock Mechanics Symposium, Civil Engineering Department, University of Toronto, Toronto. 1988, pp. 31—38.

24. Potemkin D. A., Popov M. G., Trushko O. V. Examination and analysis of actual stability of mine workings at the Yakovlevsky iron ore deposit // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018, vol. 13, no. 7, pp. 2490—2499.

25. Karasev M. A., Katerov A. M., Petrushin V. V. Analysis of shaft lining stress state in anhydrite-rock salt transition zone // Rudarsko-Geološko-Naftni Zbornik. 2022, vol. 37, no. 1, pp. 151—162. DOI: 10.17794/rgn.2022.1.13.

26. Игнатьев С. А., Судариков А. Е., Имашев А. Ж. Современные математические методы прогноза условий поддержания и крепления горных выработок // Записки Горного института. — 2019. — Т. 238. — С. 371—375. DOI: 10.31897/PMI.2019.4.371.

27. Zhang Q., Huang X., Zhu H., Li J. Quantitative assessments of the correlations between rock mass rating (RMR) and geological strength index (GSI) // Tunnelling and Underground Space Technology. 2019, vol. 83, pp. 73—81. DOI: 10.1016/j.tust.2018.09.015.

28. Бушков В. К., Шеметов Р. С. Определение устойчивости и обоснование систем крепления горных выработок при переходе к отработке Олимпиадинского месторождения подземным способом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 9. — С. 40—54. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-9-0-40-54.

29. Barton N., Lien R., Lunde K. Engineering classification of rock masses for the design of rock support // Rock Mechanics. 1974, vol. 6, pp. 189—236. DOI: 10.1007/BF01239496.

30. Barton N. Shear strength criteria for rock, rock joints, rockfill and rock masses: Problems and some solutions // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2013, vol. 5, no. 4, pp. 249—261. DOI: 10.1016/j.jrmge.2013.05.008.

31. Rehman H., Naji A. M., Kim J. J., Yoo H. Extension of tunneling quality index and rock mass rating systems for tunnel support design through back calculations in highly stressed jointed rock mass: An empirical approach based on tunneling data from Himalaya // Tunnelling and Underground Space Technology. 2019, vol. 85, pp. 29—42. DOI: 10.1016/j.tust.2018.11.050.

32. Трушко В. Л., Протосеня А. Г., Очкуров В. И. Прогнозирование геомеханически безопасных параметров очистных забоев при разработке богатых железных руд в сложных горно-геологических условиях // Международный журнал прикладных инженерных исследований. — 2016. — № 11(22). — С. 11095—11103.

33. Barton N. Some new Q-value correlations to assist in site characterization and tunnel design // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2002, vol. 39, no. 2, pp. 185—216. DOI: 10.1016/S1365-1609(02)00011-4.

34. Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2020 году», http://www.mnr.gov.ru/docs/gosudarstvennye_ doklady/o_sostoyanii_i_ispolzovanii_mineralno_syrevykh_resurs (обращение 12.07.2022).

35. Bieniawski Z. T. Engineering rock mass classifications: a complete manual for engineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering. John Wiley & Sons, 1989, 272 p.

36. Трушко В. Л., Огородников Ю. Н., Микулин Е. И., Широков А. В., Лохнев А. С. Инструкция по выбору крепи для подготовительных и горно-капитальных выработок шахт ОАО «Севуралбокситруда». — Североуральск, 2010. — 55 с.