Районирование территории по действующим первоначальным напряжениям на месторождениях полезных ископаемых

Горное дело — сфера человеческой деятельности, связанная с извлечением полезных ископаемых из недр в условиях знакопеременного изменения напряженнодеформированного состояния (НДС) массива горных пород, приводящего к внезапным разрушениям горных конструкций и землетрясениям. Результаты длительного геодеформационного мониторинга природных напряжений на рудниках Урала, проводимого лабораторией геодинамики и горного давления ИГД УрО РАН в течении последних 20 лет и анализ данных измерений за 55 лет в основных горнодобывающих регионах мира, дали основание предложить новую, более современную структуру поля естественных напряжений с привязкой их изменения во времени. Объектом исследования в данной статье является напряженное состояние массива горных пород на объектах недропользования в основных горнодобывающих странах мира. Прогноз места и времени аварийного проявления горного давления в настоящее время является одной из самых актуальных задач. Ежегодный рост объемов применения профилактических мер при практически неизменном количестве динамических появлений горного давления и возрастании относительного количества горных ударов свидетельствует о низкой эффективности традиционных мер предупреждения горных ударов. Такое состояние проблем обуславливает необходимость разработки новых способов прогноза и предупреждения удароопасности. Анализ опыта ведения горных работ показал, что тектонические нарушения, как правило, являются концентраторами напряжений, вносящими значительную неоднородность в поле напряжений участка массива, что зачастую приводит к возникновению аварийных ситуаций при приближении выработок и очистных работ к дизъюнктивам.

Зубков А. В., Сентябов С. В., Криницын Р. В., Селин К. В. Районирование территории по действующим первоначальным напряжениям на месторождениях полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5—2. — С. 80—92. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_80.

Исследования выполнены по государственному заданию №075-00581-1900 по теме № 0405-2019-0007.

Зубков Альберт Васильевич¹ — докт. техн. наук, главный научный сотрудник лаборатории геодинамики и горного давления, е-mail: sentyabov1989@mail.ru;
Сентябов Сергей Васильевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории геодинамики и горного давления, е-mail: sentyabov1989@mail.ru;
Криницын Роман Владимирович¹ — заведующий лаборатории геодинамики и горного давления, е-mail: Roman_krinicyn@mail.ru
Селин Константин Владимирович¹ — научный сотрудник лаборатории геодинамики и горного давления, е-mail: stress.igd@mail.ru;
¹ Институт горного дела УрО РАН, Екатеринбург, Россия.

1. Зубков А. В. Закономерности формирования напряженного состояния массива горных пород в верхней части земной коры // Литосфера. 2015. № 6. C. 116—129.

2. Зубков А. В. Закон формирования природного напряженного состояния земной коры / А. В. Зубков // Доклады Академии наук. — 2018. — Т. 483. — № 3. — C. 1 — 11.

3. Зубков А. В. Методика определения природных напряжений в массиве по деформации карьера с использованием спутниковых навигационных систем / А. В. Зубков, К. В. Селин, С. В. Сентябов // Литосфера. — 2019. — № 5. — C. 767 — 779. — (DOI: 10.24930/1681—9004—2019—19—5-767—779.

4. Мясков А. В. Методологические основы эколого-экономического обоснования сохранения естественных экосистем в горнопромышленных регионах // Горный информационно –аналитический бюллетень. –2011. — № 1. — С. 399—401.

5. Мясков А. В. Современные эколого-экономические проблемы недропользования // Горный информационно-аналитический бюллетень. –2014. — № 2. — С. 157—160.

6. Timonin V. V., Kondratenko A. S. Process and measuring equipment transport in uncased boreholes // J. Min. Sci. 2015. Vol 51. No 5 pp. 1056—1061.

7. Сидоров Д. В., Потапчук М. И., Сидляр А. В. Прогнозирование удароопасности тектонически нарушенного рудного массива на глубоких горизонтах Николаевского полиметаллического месторождения // Записки Горного института. –2018. — Т. 234. –С. 604—611.

8. Еременко В. А., Гахова Л. Н., Семенякин Е. Н. Формирование зон концентрации напряжений и динамических явлений при отработке рудных тел Таштагольского месторождения на больших глубинах // ФТПРПИ. –2012. — № 2. — С. 80—87.

9. Hong K., Han E., Kang K. Determination of geological strength index of jointed rock mass based on image processing // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2017.No 9. Pp. 702—708.

10. Sosnovskaya E. Control over The geotechnical processes the goldfields of Eastern Siberia = Управление геомеханическими процессами на золоторудных жильных месторождениях Восточной Сибири/ E. Sosnovskia, N. Avdeev // Известия вузов. Горный журнал. — 2019. — № 5. — C. 21 — 29. — DOI: 10.21440/0536—1028—2019—521—29.

11. Avdeev A. Geomechanical conditions of veingold deposits in permafrost zone = Геомеханические условия жильных золоторудных месторождений криолитозоны /

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. = VIII Международная научная конференция «Проблемы комплексного освоения георесурсов». — 2020. — Vol. 192. — p. 01026.

12. Сосновская Е. Л. Оценка первоначального напряженного  состояния  массива горных пород в криолитозоне (на примере Ирокиндинского месторождения) / Е. Л. Сосновская, А. Н. Авдеев. — DOI: 10.25018/0236—1493—2020—31—0-208— 215 // Проблемы недропользования: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2020. — № 3—1. — С. 208—215.

13. Сентябов С. В. Геомеханические аспекты формирования природных напряжений в бетонной крепи шахтных стволов / С. В. Сентябов. — DOI: 10.25018/0236—1493—

2020—31—0-199—207 // Проблемы недропользования: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2020. — № 3—1. — С. 199—207.

14. Yang Z.-S., Peng F.-L., Qiao Y.-K., Hu Y.-Y. A new cryogenic sealing process for the launch and reception of a tunnel shield // Tunnelling and Underground Space Technology. 2019, 85, pp. 406—417.

15. Hu X., Fang T., Chen J., Ren H., Guo W. A large-scale physical model test on frozen status in freeze-sealing pipe roof method for tunnel construction // Tunnelling and Underground Space Technology. 2018, 72, pp. 55—63.

16. Rib S. V. The influence of rock interlayer location on the stress-strain state of the rock massif near the underground mine // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 206. Pp. 1—4 (012011) (accessed: http: // library.sibsiu.ru).

17. Gell E. M., Walley S. M, Braithwaite C. H. Review of the Validity of the Use of Artificial Specimens for Characterizing the Mechanical Properties of Rocks // Rock Mechanics and rock Engineering, 2019, no. 3, pp. 1—13.

18. Липин Я. И. Исследование вариаций поля упругих напряжений массива пород при отработке Песчанского месторождения / Я. И. Липин, С. В. Сентябов, Р. В. Криницын. — DOI: 10.21440/0536—1028—2020—5-19—28 // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 4. — С. 19—28.