Прогноз развития геомеханической ситуации при переходе от открытой к подземной технологии выемки крутопадающей залежи системами с обрушением горных пород

На руднике Бозымчак, Киргизия, в настоящее время происходит переход от открытой разработки запасов к подземной. Запасы планируется отработать в течение ограниченного времени системами с обрушением. Вследствие сложной горно-технической ситуации возникла актуальная необходимость проанализировать геомеханические условия с целью оценки степени опасности действующих и вновь проводимых горных выработок. В процессе исследований были проанализированы горно-геологические условия месторождения и проектные решения по отработке запасов. Установлено, что подработка карьера системами с обрушением горных пород вызывает активное проявление процессов сдвижения и горного давления. При выемке запасов в неустойчивых серпентинитах возможны проявления воздушной волны, при перепускании пустых пород из внутрикарьерного отвала — их зависания. В процессе доработки временного междублокового целика по центру залежи, особенно на нижних горизонтах рудника, возникает опасность динамических проявлений горного давления. Выявлено, что наиболее опасными элементами геотехнологии являются висячий и лежачий бока рудной залежи и временный междублоковый целик, формируемый в процессе горных работ по центру залежи. Рекомендуемые мероприятия по обеспечению безопасности горных работ — горно-капитальные выработки располагать за пределами зоны сдвижения, в горно-подготовительных, нарезных и разведочных выработках предусмотреть ведение геомеханического мониторинга. Контроль состояния внутрикарьерного отвала производить дистанционными маркшейдерскими методами. При погашении междублокового целика осуществлять мониторинг горного давления визуальными и аппаратными способами, производить разгрузку целика камуфлетным взрыванием скважин, осуществлять контроль отставания фронта горных работ нижнего подэтажа, отрабатывать целик одним забоем. При выемке запасов в неустойчивых породах рекомендуется локализовывать пустоты перемычками обрушенных пустых пород.

Авдеев А. Н., Зотеев О. В., Сосновская Е. Л. Прогноз развития геомеханической ситуации при переходе от открытой к подземной технологии выемки крутопадающей залежи системами с обрушением горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5—2. — С. 6—15. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_6.

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

Авдеев Аркадий Николаевич — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: avdeev0706@mail.ru;
Зотеев Олег Вадимович — докт. техн. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: zoteev.o@mail.ru;
Сосновская Елена Леонидовна — канд. геол.-минер. наук, старший научный сотрудник;
¹ Институт горного дела Уральского отделения Российской Академии Наук (ИГД УрО РАН), Екатеринбург, Россия.

1. Laubscher D., Guest A., Jakubec J. Guidelines on Caving Mining Methods : The Underlying Concepts. — Queensland : The University of Queensland, 2017. — 282 p.

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

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

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

5. Влох Н. П. Управление  горным  давлением  на  подземных  рудниках  / Н. П. Влох. — М.: Недра, 1994. –208 с.

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

7. Прогноз потенциальной удароопасности крутопадающих жильных золоторудных месторождений / Сосновская Е. Л., Авдеев А. Н. // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2016. № 2. — С.74—85.

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

9. Павлов А. М. Совершенствование технологии подземной разработки жильных месторождений золота: монография. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. 128 с.

10. Повышение эффективности подземной разработки золоторудных месторождений Восточной Сибири / Павлов А. М., Федоляк А. А. // Известия Сибирского отделения РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. 2018. Т. 41. № 4 (65). С. 97—106

11. Временные правила охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок месторождений руд цветных металлов с неизученным процессом сдвижения горных пород. — Л.: ВНИМИ, 1986. — 74 с.

12. Анализ процесса оседаний породной подушки при отработке запасов западного рудного тела трубки «Удачная» по системе с обрушением / Бокий И. Б., Зотеев О. В., Пуль В. В. // Горный журнал. 2019. № 2. С. 43—47.

13. Проведение комплексного геомеханического мониторинга в условиях комбинированной разработки месторождения. Князев Д. Ю., Ефремов Е. Ю., Желтышева О. Д., Харисов Т. Ф., Турсуков А. Л. В сборнике: Проблемы комплексного освоения георесурсов Материалы VI Всероссийской научной конференции с участием иностранных ученых. 2017. С. 41—49.

14. Ghabraie B., Ren G., Smith J., Holden L.Application of 3D laser scanner, optical transducers and digital image processing techniques in physical modelling of mining-related strata movement // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015. Vol. 80. P. 219—230.

15. Zang L., Ma S., Ren M., Jiang S., Wang Z., Wang J. Acoustic emission frequency and b value characteristics in rock failure process under various confining pressures/ Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao. 2015. №10. pp.2057—2063.