Особенности полей первоначальных напряжений жильных месторождений, расположенных в криолитозоне

Приведены основные результаты исследований за 2003—2020 гг. первоначального напряженно-деформированного состояния 8 жильных месторождений, расположенных в криолитозоне: в районе Чукотской складчатой области, Патамского нагорья, на юге Забайкальского края и в Восточных Саянах. Первоначальные напряжения были измерены при различном температурном режиме шахтного поля: в верхнем слое постоянно мерзлых пород, в полностью талых породах, расположенных под мерзлыми породами и в переходной зоне на границе мерзлых и талых пород. Все измерения проведены с участием авторов за период 2003—2020 гг. по методике ИГД УРО РАН щелевой разгрузкой в вариантах полукруглой и сегментированной щелей. Установлены общие закономерности распределения первоначальных напряжений в криолитозоне. В мерзлых породах действуют напряжения, близкие к гидростатической гипотезе их распределения; в переходной зоне и в талых породах — напряжения, соответствующие гипотезе гравитационно-тектонических напряжений. Получены средние значения коэффициентов бокового распора для разных температурных условий: 0,9—1,1 в мерзлых породах, 1,2—1,5 — в переходных зонах мерзлых пород в талые, 1,5—1,8 — в талых породах на нижних горизонтах рудников. Произведена оценка доли криои тектонических компонент в общей структуре поля первичных напряжений. Установлено, что максимальное влияние многолетней мерзлоты достигает 100 % от значений вертикальных напряжений, влияние тектоники — 150 %. Полученные результаты предложено использовать как граничные условия в инженерных расчетах и математическом моделировании устойчивых элементов геоконструкций при проектировании и эксплуатации расположенных в криолитозоне жильных месторождений с малоизученным естественным напряженно-деформированным состоянием.

Сосновская Е. Л., Авдеев А. Н. Особенности полей первоначальных напряжений жильных месторождений, расположенных в криолитозоне // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5—2. — С. 162—173. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_162.

Статья подготовлена в рамках Госзадания №075—00581—19—00. Тема № 0405—2019—0007.

Сосновская Елена Леонидовна¹ — канд. геол.-минерал. наук, старший научный сотрудник;
Авдеев Аркадий Николаевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: avdeev0706@mail.ru;
¹ Институт горного дела Уральского отделения Российской Академии Наук (ИГД УрО РАН), Екатеринбург, Россия.

1. Control over the geotechnical processes at the goldfields of Eastern Siberia (in english) / E.L Sosnovskaia., A. N. Avdeev // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. № 5. С. 21—29. (2019).

2. Исследования криолитозоны и ее влияния на геомеханическое состояние массива горных пород при подземной разработки золоторудных месторождений Бурятии / А. М. Павлов // Известия СО секции наук о Земле РАЕН. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. №1 (40). — С 53—60. (2012)

3. Geomechanical conditions of veingold deposits in permafrost zone / A. Avdeev, E. Sosnovskaya. — DOI: https: // doi.org/10.1051/e3sconf/202019201026 // E3S Web of Conferences : VIII International Scientific Conference “Problems of Complex Development of Georesourcef” (PCDG 2020), Khabarovsk,  Russia  Federation,  September  8—10, 2020 г. — 2020. — Vol. 192. — p. 01026. (2020)

4. Совершенствование технологии подземной разработки жильных месторождений золота / А. М. Павлов. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ 128 с. (2013).

5. Разумов Е. А., Еременко В.  А., Заятдинов Д.  Ф., Матвеев A.  C., Гречишкин П. В., Позолотин A. C. Методика расчета параметров анкерной крепи подземных горных выработок в условиях вечной мерзлоты // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 9. C. 39—47. (2013)

6. Определение параметров устойчивых целиков и обнажений камер при разработке наклонных жил в криогенных зонах в условиях Ирокиндинского золоторудного месторождения / А. М. Павлов, Ю. М. Семенов, Л. И. Сосновский // Горный информационно-аналитический бюллетень — М.: «Горная книга». — 2014. — № 10. — С. 21—27. (2014)

7. Обоснование параметров эффективной подземной разработки Майского месторождения / Федоляк А. А., Павлов А. М. // В сборнике: Материалы шестнадцатой всероссийской научно-практической конференции «Проблемы развития экономики и предпринимательства». 2018. С. 98—104. (2018)

8. The ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 2007—2014. Under the editorship of R. Ulusay, Springer International Publishing Switzerland, Cham. 293 p. (2015)

9. Влох, Н. П. Управление горным давлением на подземных рудниках / Н. П. Влох. — М.: Недра, 1994. 208 с. (1994)

10. Зубков А. В. Геомеханика и геотехнология. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 335 с.

11. Wilhelm Rust. Non-Linear Finite Element Analysis in Structural Mechanics/ Switzerland: Springer International Publishing. 2015. 363 p.

12. M Moatamedi, Hassan A. Khawaja. Finite Element Analysis. Boca Raton: CRC Press. 2018. 154 p.

13. Pavlov Alexander M. Controllable roof rocks selfcollapse of used  purification space (Irokindinsk deposit being considered as an example)/ Alexander M. Pavlov // The 8th International Forum for Strategic Technology 2013.Proceedings IFOST 2013.Ulaanbaatar, Mongolia: Mongolian University of Science and Technology, 2013. — P. 574—575.

14. Оценка первоначального  напряженного  состояния  массива  горных  пород в криолитозоне (на примере Ирокиндинского месторождения) / Е.Л Сосновская., А. Н. Авдеев // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). № 3—1. С. 208—215. (2020)

15. Технология разработки золоторудных месторождений / под ред. В. П. Неганова. М.: Недра, 1995. 336 с.

16. Определение параметров устойчивых целиков и кровли камер при разработке крутопадающих золоторудных жил на больших глубинах / Л. И. Сосновский // Вестник ИрГТУ. — 2007. — № 1, Том 2 — С.63—66.

17. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках: коллективная монография / под общей ред. И. М. Петухова, А. Н. Ильина, К. Н. Трубецкого. — М.: Изд-во АГН. 1997. — С. 351—367.