Обоснование безопасной отработки подземных запасов рудного месторождения с учетом крупных тектонических нарушений

Представлены результаты модельных исследований напряженно-деформированного состояния (НДС) при отработке подземных запасов апатит-нефелинового месторождения Олений ручей, расположенного в юго-восточной части Хибинского массива. Моделирование проведено с учетом гористого рельефа, параметров рудных тел и крупных структурных нарушений, а также данных натурных определений параметров НДС. Кроме того, слагающие массив крепкие и хрупкие породы, а также действие высоких тектонических напряжений определяют отнесение месторождения к склонным и опасным по горным ударам. Параметры разработанной авторами модели позволяют прогнозировать геомеханическую ситуацию при различной конфигурации очистных пространств на несколько лет вперед. Многовариантные расчеты НДС при последовательной отработке запасов выполнены в приложении Sigma GT, реализующем метод конечных элементов в объемной постановке. В результате анализа распределения напряжений предложены варианты разрезки и развития горных работ с низким уровнем геомеханического риска для условий месторождения. Выбор наиболее безопасного порядка выемки запасов позволит в том числе уменьшить простои, связанные с проявлениями горного давления в динамической форме, а также снизить затраты на разгрузочные мероприятия и крепление горных выработок.

Ключевые слова: тектонические напряжения, скальный массив горных пород, удароопасное месторождение, напряженно-деформированное состояние, подземные горные работы, численное моделирование, разломные структуры.
Как процитировать:

Семенова И. Э., Аветисян И. М. Обоснование безопасной отработки подземных запасов рудного месторождения с учетом крупных тектонических нарушений // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 10. – С. 90–99. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_10_0_90.

Благодарности:
Номер: 10
Год: 2021
Номера страниц: 90-99
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.831.232
DOI: 10.25018/0236_1493_2021_10_0_90
Дата поступления: 24.02.2021
Дата получения рецензии: 13.05.2021
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.09.2021
Информация об авторах:

Семенова Инна Эриковна1— канд. техн. наук, зав. сектором, e-mail: i.semenova@ksc.ru,
Аветисян Иван Михайлович1— канд. техн. наук, старший научный сотрудник,
1 Горный институт КНЦ РАН.

 

Контактное лицо:

Семенова И.Э., e-mail: i.semenova@ksc.ru.

Список литературы:

1. Сашурин А. Д. Формирование напряженно-деформированного состояния иерархически блочного массива горных пород // Проблемы недропользования. — 2015. — № 1 (4). — С. 38—44.

2. Brun J.-P., Sokoutis D. Core complex segmentation in North Aegean, a dynamic view // Tectonics. 2018, vol. 37, no. 6, pp. 1797—1830. DOI: 10.1029/2017TC004939.

3. Семинский К. Ж., Кожевников Н. О., Черемных А. В., Поспеева Е. В., Бобров А. А., Оленченко В. В., Тугарина М. А., Потапов В. В., Бурзунова Ю. П. Межблоковые зоны земной коры: внутренняя структура и геофизические поля / Триггерные эффекты в геосистемах. Материалы Всероссийского семинар-совещания. — М.: ГЕОС, 2010. — С. 300—309.

4. Wenli Yao, Mostafa Sharifzadeh, Zhen Yang Assessment of block size distribution in fractured rock mass and its influence on rock mass mechanical behavior // AIP Advances. 2020, vol. 10, no. 3, article 035124.

5. Stavropoulou M. Discontinuity frequency and block volume distribution in rock masses // International Journal of Rock Mechanics ond Minings Sciences. 2014, vol. 65, pp. 62–74. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2013.11.003.

6. Singgih Saptono, M. Rahman Yulianto, Vega Vergiagara, Herry Sofyan Rock mass classification for sedimentary rock masses in Indonesia coal mining areas // AIP Conference Proceedings. 2020, vol. 2245, no. 1, article 090012. DOI: 10.1063/5.0007049.

7. Хачай О. А., Хачай О. Ю. Новые системы мониторинга для обоснования шахтной сейсмичности с учетом иерархичной гетерогенности горного массива // Проблемы недропользования. — 2017. — № 4 (15). — С. 89—95.

8. Пожиленко В. И., Гавриленко Б. В., Жиров Д. В., Жабин С. В. Геология рудных районов Мурманской области. — Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2002. — 359 с.

9. Управление горным давлением в тектонически напряженных массивах. Ч. 1. — Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1996.

10. Каспарьян Э. В., Савченко С. Н. Оценка напряженно-деформированного состояния массивов горных пород на основе иерархично-блочных представлений о строении земной коры / Theory and Practice of Geomechanics for Effectiveness the Mining Production and the Construction. Proceedings of the IV-th International Geomechanics Conference. — Varna, 2010. — С. 183—191.

11. Указания по безопасному ведению горных работ на месторождениях, склонных и опасных по горным ударам (месторождение «Олений ручей»). — Апатиты: Горный институт КНЦ РАН, АО «СЗФК», 2015. — 101 с.

12. Козырев А. А., Семенова И. Э., Земцовский А. В. Геомеханическое обоснование безопасных параметров системы разработки и последовательности ведения подземных горных работ на перспективном месторождении «Олений ручей» // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2010. — № 9. — С. 289—296.

13. Семенова И. Э., Земцовский А. В., Павлов Д. А. Комплексное геомеханическое исследование массива горных пород удароопасного месторождения «Олений ручей» при ведении подземных горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. — № 4. — С. 46—55.

14. Жиров Д. В. Тектоника фоидолитового комплекса Хибин и потенциал открытия новых апатитовых месторождений / Фундаментальные проблемы тектоники и геодинамики. Материалы LII Тектонического совещания. — М.: ГЕОС, 2020. — С. 223—228.

15. Козырев А. А., Енютин A. H., Мальцев В. А., Семенова И. Э. Методика регионального прогноза удароопасности и состояния массива пород и выбора технических решений по обеспечению безопасности и эффективности горных работ / Инновационный потенциал Кольской науки. — Апатиты: КНЦ РАН, 2005. — С. 52–56.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.