Выбор методов управления горным давлением на гайском подземном руднике

Эффективность разработки Гайского месторождения подземным способом в значительной мере определяется устойчивостью выемочных единиц камерной системы разработки, которая применяется на руднике. Отработка очистных камер первой и второй очередей вызывает перераспределение нагрузок на междукамерные целики, которые в данном случае представлены камерами третьей очереди. Рост напряженно-деформированного состояния приводит к их разрушению, потере буровых скважин и подготовительно-нарезных выработок. При самообрушении пород кровли висячего бока залежи возрастают потери и засорение руды, увеличивается выход негабарита. Причины разрушения висячего и лежачего боков залежи на месторождении связаны не только с низкой устойчивостью вмещающих пород, но и с наличием высоких сжимающих тектонических напряжений, которые были определены методом щелевой разгрузки. Произведен расчет различных вариантов отработки Гайского подземного рудника при фактических граничных условиях. В качестве специальных мероприятий рекомендуется разгрузка рудного массива в разделительных целиках путем создания опережающей разгрузочной (отрезной) щели на всю ширину целика или создания со стороны висячего бока залежи, веера скважин, которые в результате деформирования снизят напряженное состояние в целике. В работе представлены результаты формирования напряженного состояния в рудном массиве, полученные с использованием современных методов расчета напряженно-деформированного состояния горных конструкций. Были выявлены закономерности распределения напряженного состояния в массиве горных пород. На примере Гайского подземного рудника был сформирован комплекс активных методов управления горным давлением. Для защиты очистных камер третьей очереди (рудных целиков) рекомендовано применять несколько методов управления горным давлением, включающих в себя непосредственное изменение статических и динамических нагрузок в конструктивных элементах камерной системы разработки. Решение по снижению напряженного состояния массива висячего бока включает два метода. Оставление отрезной ¾ разгрузочной ¾ камеры и оформление разгрузочной щели на уровне подэтажа. Данные мероприятия, которые необходимо выполнять с целью гарантирования безопасности и эффективности технологии добычи полезного ископаемого, обеспечат повышение устойчивости массива горных пород.

Зубков А. В., Сентябов С. В. Выбор методов управления горным давлением на гайском подземном руднике // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5—2. — С. 64—79. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_64.

в ходе исследований использовались материалы, предоставленные геологической службой, техническим отделом Гайского подземного рудника и материалы лаборатории геодинамики и горного давления ИГД УрО РАН. Исследования выполнены по государственному заданию №075—00581—19—00 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;
¹ Институт горного дела УрО РАН, Екатеринбург, Россия.

1. Зубков А. В. Геомеханика и геотехнология. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2001. — 333с.

2. Сентябов С. В. Исследование и прогноз изменения напряженно-деформированного состояния крепи шахтных стволов на Гайском руднике / С. В. Сентябов // Горный информационно-аналит. бюллетень. — 2018. — № 10. — C. 79—85.

3. 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.

4. 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.

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

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

7. 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.

8. Jianju Du, Xiang huiQin, Qingli Zeng, Luqing Zhang, Qunce Chen, Jian Zhou, Wen Meng Estimation of the present-day stress field using in-situ stress measurements in the Alxa area, Inner Mongolia for China’s HLW disposal // Engineering Geology Vol. 220, 30 March 2017, Pp. 76—84.

9. Sentyabov S. Investigation of stress field parameters at deep horisons of the Gayskoye field = Исследование параметров поля напряжений на глубоких горизонтах Гайского месторождения / S. Sentyabov, A. Zubkov. — DOI: https: // doi.org/10.1051/ e3sconf/202019201028 // 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. 01028.

10. Зубков А. В. Взаимосвязь физических процессов в космосе на солнце и их проявление в литосфере = The Relationship of the Space by the Sun and their in the Lithosphere / А. В. Зубков, С. В. Сентябов ; ДФВУ. — doi: 10.1088/1755—1315/459/4/042082. — Текст : непосредственный // Земля и наука об окружающей среде : международная мультидисциплинарная конференция по промышленному инжинирингу и современным технологиям «FarEastCon» (Владивосток, остров Русский, 1—4  октября 2019 года). — 2020. — Т. 459, гл. 3. — С. 042082.

11. Волков Ю. В. Системы разработки подземной геотехнологии медноколчеданных месторождений Урала // Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2001. — 248с.

12. Влох Н. П. Управление грным давлением на подземных рудниках. — М.: «Недра», 1994.

13. Зубков А. В. Новые подходы к оценке устойчивости скальных массивов горных пород /А. В. Зубков, С. В. Сентябов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2020. — № 3—1. — С. 68—77. — DOI: 25018/0236—1493—2020—31—0-68—77.

14. Kong L., Ostadhassan M., Li C., Tamimi N. Rock Physics and geomechanics of 3D printed Rocks / ARMA 51st U. S. Rock Mechanics. Geomechanics Symposium, San Francisco, California, USA, 2017, pp. 1—8.

15. 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.

16. Карташов Ю. М., Матвеев Б. В., Михеев Г. М., Фадеев А. Б. Прочность и деформируемость горных пород. — М.: Недра, 1979. — 269 с.

17. 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.

18. Бирючев И. В. Закономерности распределения напряжений в висячем и лежачем боках камер при отработке рудных тел этажно-камерной системой разработки / И. В. Бирючев, А. В. Зубков, О. Ю. Смирнов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 3. — C. 5—12.