Научная статья на тему 'ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ ЖИЛ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КРИОУСЛОВИЙ'

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ ЖИЛ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КРИОУСЛОВИЙ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
18
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАКЛОННЫЕ ЗОЛОТОРУДНЫЕ ЖИЛЫ / ПОДЗЕМНЫЕ ГЕОТЕХНОЛОГИИ / КРИОЛИТОЗОНА / РАСТЕПЛЕНИЕ ПОРОД / ТЕХНОГЕННЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ / ЛОКАЛИЗАЦИЯ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА / РЕГУЛИРУЕМОЕ САМООБРУШЕНИЕ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Авдеев Аркадий Николаевич, Сосновская Елена Леонидовна

Приведен прогнозный анализ развития геомеханической ситуации при изменении криоусловий в процессе освоении наклоннозалегающих золоторудных жил малой и средней мощности. Предложено дифференцировать геомеханические условия по температурному режиму приконтурного массива. Установлены зависимости распределения природных напряжений в разных криоусловиях. На основе конечноэлементного моделирования определены закономерности распределения техногенных напряжений в окрестности очистных камер и целиков, произведена оценка их устойчивости. Предложены мероприятия по повышению безопасности и эффективности горных работ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Авдеев Аркадий Николаевич, Сосновская Елена Леонидовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PARAMETERS RATIONALIZATION OF MINING SYSTEMS FOR LOW AND MEDIUM THICKNESS FLAT VEINS UNDER CHANGING CRYOGENIC CONDITIONS

The article presents a prognostic analysis of the geomechanical situation under changing cryogenic conditions during the mining of low- and medium-thickness inclined gold veins. It is proposed to differentiate geomechanical conditions according to the temperature regime of the mine. The dependences of the values of natural stresses in different cryogenic conditions are established. On the basis of finite-element modeling and engineering calculations the regularities of technogenic stresses distribution in the area of the chambers and pillars are determined, their stability is evaluated. Measures to improve the safety and efficiency of mining operations are proposed.

Текст научной работы на тему «ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ ЖИЛ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КРИОУСЛОВИЙ»

УДК 622.831 DOI 10.46689/2218-5194-2022-2-1-157-168

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ ЖИЛ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КРИОУСЛОВИЙ

А.Н. Авдеев, Е.Л. Сосновская

Приведен прогнозный анализ развития геомеханической ситуации при изменении криоусловий в процессе освоении наклоннозалегающих золоторудных жил малой и средней мощности. Предложено дифференцировать геомеханические условия по температурному режиму приконтурного массива. Установлены зависимости распределения природных напряжений в разных криоусловиях. На основе конечноэлементного моделирования определены закономерности распределения техногенных напряжений в окрестности очистных камер и целиков, произведена оценка их устойчивости. Предложены мероприятия по повышению безопасности и эффективности горных работ.

Ключевые слова и словосочетания: наклонные золоторудные жилы, подземные геотехнологии, криолитозона, растепление пород, техногенные напряжения, локализация выработанного пространства, регулируемое самообрушение.

Введение

В горнорудной промышленности России количество осваиваемых жильных месторождений значительно. В настоящее время из 55 эксплуатируемых месторождений золота 38 относится к жильным. На них добывается 61 % от общего количества золота [1]. Две трети золоторудных месторождений Восточной Сибири и Северо-Востока России залегают в условиях многолетней мерзлоты [2, 3]. Мерзлота является ключевым геомеханическим фактором при подземной отработке рудных тел, особенно на небольших глубинах. Криогенное состояние массива горных пород оказывает существенное влияние на устойчивость приконтурного массива при отработке балансовых запасов. Мерзлоту необходимо учитывать при инженерных расчетах конструктивных элементов систем разработки, параметров крепления и закладки [1 - 7 и др.].

Авторы изучали влияние криорежима на устойчивость подземных геоконструкций на нескольких золоторудных жильных месторождениях с наклонным падением рудных тел малой и средней мощности: Ирокиндин-ском, Кедровском, Верхневитимоконском, Майском, Каральвеемском. Первых три месторождения расположены на Патамском нагорье, остальные принадлежат Чукотской складчатой области. Глубина залегания мерзлых пород на изучаемых месторождениях составляет в среднем 300 - 360 м.

Маломощные наклонные золоторудные жилы отрабатываются, преимущественно, сплошной и комбинированной камерно-столбовой системами разработки. При этих системах поддержание выработок и очистного пространства осуществляется оставлением охранных целиков отка-

точного и вентиляционного штреков, а также опорных внутриблоковых целиков, которые, после отработки основных запасов в блоках, погашаются в отступающем порядке. Распространено поддержание очистного пространства деревянными стойками, костровой крепью, сталеполимерной распорной крепью или анкерным креплением. Возможны варианты с обрушением налегающих пород после выемки опорных целиков.

Глубина горных работ на Ирокиндинском, Кедровском, Майском, Каральвеемском месторождениях, в настоящее время, достигла границы многолетнемерзлых пород. На Ирокиндинском руднике, в 2014 - 2017 гг, в. связи с заменого электровозного транспорта на транспорт с ДВС, усилились процессы растепления массива горных пород под влиянием техногенных факторов. При освоении Верхневитимоконского месторождении, начиная с 2018 г, тоже наблюдалось множественное растепление прикон-турного массива горных выработок от действия приустьевой вентиляции и самоходного транспорта. На участках растепления были зафиксированы вывалы, интенсивное трещино- и заколообразование, капеж, разрушение стенок выработок.

Возникла актуальная необходимость, изучить геомеханические условия на рудниках и уточнить степень устойчивости конструктивных элементов систем разработки в условиях растепления приконтурного ма-сива горных пород.

Методы исследований. В процессе исследований использован комплекс методов, включающий научный анализ и обобщение накопленного опыта [1 - 7, 10 - 12], натурные измерения температуры воздуха и массива горных пород; лабораторные испытания физико-механических свойств горных пород [8, 9], оценку первоначальных напряжений массива горных пород натурными измерениями щелевой разгрузкой по методике института горного дела УрО РАН [2, 10 - 11]; инженерные расчеты техногенных напряжений в окрестности очистных камер и целиков [10 - 12] на базе конечноэлементного моделирования [13, 14] с применением программного комплекса FEM, разработанного проф.О.В.Зотеевым (ИГД УрО РАН).

Результаты исследований. В процессе исследований, на рудниках проводились измерения температур воздуха и массива горных пород. Анализ температурного режима позволил выделить четыре основные температурных зоны на верхних горизонтах рудников, влияющих на устойчивость геоконструкций. Это зона постоянно мерзлых пород, зона сезонного растепления от приустьевой вентиляции вскрывающих выработок, природно-переходная зона мерзлых пород в талые и локальные участки техногенного растепления горных пород от горнодобывающего оборудования [1, 2, 4, 5, 7]. Под природно-переходной зоной мерзлых пород в талые, залегает пятая зона - полностью талых пород, в которой прекращается влияние криолито-зоны на геомеханическую ситуацию.

Установлено, что наибольшей устойчивостью обладает многолет-немерзлый массив горных пород. Наименьшей - области техногенного и природного растепления.

Количественную оценку снижения устойчивости массива горных пород в разных температурных зонах исследованиями проф. Павлова А.М., Семенова Ю.М., Сосновского Л.И. предлагается производить через корректировку коэффициента структурного ослабления пород [3, 4, 7] по базовой формуле ВНИМИ-Иргиредмета [12]:

К = l/0,53( 1/1бл +1,75) + 0,315 + А, где l - линейный размер оцениваемого на прочность участка массива, м; 1бл - линейный размер структурного блока, м; А - дифференцированный коэффициент, учитывающий температурный режим шахты, принимается, в зависимости от условий, в полностью растепленных породах равным нулю, в полностью мерзлых породах - 0,4, в переходных участках мерзлых пород в талые - 0,1..0,2.

Расчеты показывают, что мерзлые породы имеют коэффициент структурного ослабления близкий к единице. Мерзлота за счет льда цементирует трещины и делает массив пород монолитным. В условиях полного растепления под действием природных или техногенных факторов коэффициент А равен нулю и значение Кс соответствует расчету по базовой формуле. То есть, при растеплении горных пород под действием природных или техногенных факторов, прочность приконтурного массива горных выработок и очистных камер значительно уменьшается.

Проведены натурные измерения напряжений горных пород в разных температурных условиях. По результатам установлены следующие общие закономерности распределения первоначальных напряжений [2,3]:

• в массиве многолетнемерзлых пород

ав = -Н; о^ = -1,1уН; Оп = -0,9уН;

• в сезонной и природно-переходной зонах мерзлых пород в талые Ов =-УН'; Опр = -1,2YH; Оп =-1,5уН;

• в талом массиве и локальных участках техногенного растепления от стационарного и горнотранспортного оборудования

Ов =-уН; Опр = -1,5уН; Оп =-1,8уН,

где ав, ап, аир - граничные первоначальные напряжения в приконтурном массиве, действующие соответственно вертикально, вкрест простирания, по простиранию; у - объемный вес пород, МН/м3; Н - глубина горных работ, м.

Таким образом, установлено, что в мерзлых породах действуют напряжения, близкие к гидростатической гипотезе их распределения; в переходной зоне и в талых породах - напряжения, соответствующие гипотезе

гравитационно-тектонических напряжений. Расчетная тектоническая компонента напряжений возрастает при растеплении приконтурного массива от -3,1...-4,7 МПа в многолетнемерзлом массиве до -5,1... -8,4 МПа в переходных зонах и -12,9...-16,3 МПа в полностью талых породах [3]. Влияние тектонической нарушенности на естественное напряженно-деформированное состояние массива при его растеплении возрастает, достигая максимума в полностью талом массиве. Максимальные напряжения наблюдаются в талых породах вкрест простирания рудных тел. Такое увеличение горизонтальных напряжений с повышением температуры массива горных пород можно связать с тем фактом, что в процессе оттаивания пород тектонические трещины раскрываются и дополнительно начинают влиять на первоначальные напряжения.

Строго говоря, напряжения, измеренные на участках техногенного растепления пород, конечно, нельзя назвать естественно-природными. Они будут вторичными, по отношению к природным. Зона влияния техногенного растепления ограничивается приконтурным массивом горных выработок и очистных камер, а не всем массивом горных пород вблизи участка замера. Но для инженерных расчетов устойчивости конструктивных параметров систем разработки, особенно при выемке маломощных рудных тел, неважно насколько вглубь приконтурного массива распространено влияние первоначального поля напряжений, а имеют значение, в первую очередь, его количественные характеристики. Поэтому, для использования в качестве граничных условий при моделировании вторичного поля напряжений предлагается обобщить результаты измерений в породах, талых по любой причине: естественно-природной или техногенной.

Дополнительно следует отметить, что для инженерных расчетов параметров устойчивых конструктивных элементов систем разработки рационально дифференцировать прочностные и напряженные характеристики массива горных пород всего на три зоны: мерзлые, переходные зоны любого типа (природные, сезонные, техногенные) и талые породы, в том числе техногеного и сезонного растепления. Так как проектировать горные работы отдельно для зимнего и летнего периодов, в большинстве случаев нерационально, в расчетах следует принимать наиболее неблагоприятные условия каждой зоны с целью обеспечения наибольшей безопасности горных работ.

С учетом установленных граничных условий, на основе конечно-элементного математического моделирования, определены закономерности распределения техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки при выемке запасов наклонных жил малой и средней мощности, в процессе растепления горных пород. На основе сравнительного анализа результатов моделирования с допустимыми напряжениями по проявлениям горного давления в статических и динамических формах, произведена оценка устойчивости геоконструкций.

Так, при анализе развития геомеханической ситуации для условий разработки Верхневитимоконского месторождения, установлено, что в мерзлых и сезонно-переходных участках мерзлых пород в талые, подготовительные выработки находятся в устойчивом состоянии (таблица).

Напряжения в подготовительных выработках, надштрековом и подштрековом целиках, в мерзлых породах ниже, чем в переходных зонах, а тем более в участках растепления (рис.1). Причем, чем ближе к земной поверхности, тем эта разница ниже в абсолютном значении, а чем глубже, тем расхождение в напряжениях становится значительнее. Однако, и допустимые напряжения по проявлениям горного давления в мерзлых породах намного выше, чем в переходных, а тем более в талых, за счет уменьшения структурного ослабления массива. Таким образом, надштрековый и под-штрековый целики в мерзлых породах устойчивы до глубин 200-220 м (см.рис.1). В сезонно-переходных участках мерзлых пород в талые целики будут устойчивы до глубин 140 м, в природно-переходных зонах - неустойчивы. В талых породах целики будут неустойчивы уже на глубине 70 м. Откаточный и вентиляционный штреки неустойчивы, начиная с глубины 150 м на участках техногенного растепления, а в природно-переходных участках мерзлых пород в талые, начиная с глубины 300 м, т.е. с границы мерзлых пород.

Прогноз устойчивости элементов сплошной системы разработки при отработке наклонных жил на примере Верхневитимоконского _месторождения (Патамское нагорье)_

Элемент геотехнологии Прогнозная устойчивость

В мерзлых породах (Н до 300 м) В переходных зонах мерзлых пород в талые На участках техногенного растепления

в сезонных в природных

Откаточный штрек У НУ НУ доН 150 м

Вентиляционный штрек У НУ НУ -//-

Временные надштрековый и подштреко-вый целики У, до Н 200 м У, до Н 140 м НУ У, до Н 70 м

Кровля камеры при погашении целиков в одном-двух эксплуатационных блоках У, до Н 220 м У, до Н 100 м НУ НУ

Кровля камеры при погашении целиков в трех и более блоках У, до Н 80 м НУ НУ НУ

Условные обозначения: У - устойчив, НУ - неустойчив, Н - глубина горных работ

Расчетные напряжения во внутриблоковых опорных целиках (рис. 2), в средних условиях выемки кварцевых золоторудных жил, меньше допустимых при расстоянии между соседними целиками в мерзлых породах 8... 10 м.

О 50 100 150 200 250 300

о --10 --20 --30 --40 --50 --60 --70 --30 -

Рис. 1. Напряжения в подштрековых и надштрековых целиках: 1,2,3 - расчетные напряжения, соответственно в многолетнемерзлых

породах, в переходной зоне к талым, в талых; 4,5,6 - допустимые напряжения, для кварцевых руд, соответственно в многолетнемерзлых породах, в переходной зоне к талым, в талых;

H - глубина горных работ

В талых породах устойчивый пролет кровли между внутриблоко-выми целиками уменьшается практически в два раза, до 4-5 м. При растеплении массива, в ранее мерзлом блоке, становятся вероятны проявления горного давления в виде повышенного трещинообразования, отслоений кровли, даже при недолгом стоянии целиков.

2 4 б 8 1D 12 14 16 18

0 -20 -40 -60 -80 -100 -120

Рис. 2. Напряжения в опорных (внутриблоковых) целиках 1 - расчетные напряжения, 2,3,4 - допустимые напряжения, для кварцевых руд, в многолетнемерзлых породах, в переходной зоне к талым, в талых; ак - расстояние между опорными целиками

Для обеспечения безопасности горных работ в мерзлых породах верхних горизонтов месторождения не рекомендуется превышать пролета камеры между опорными целиками больше допустимого (8 - 10 м для средних условий). Рекомендуются мероприятия по предотвращению растепления воздуха очистного пространства.

Следует отметить, что на руднике Ирокинда, производились натурные измерения напряжений во внутриблоковых целиках. Фактические измеренные напряжения во внутриблоковых целиках на руднике зафиксированы меньше расчетных. Тем не менее, визуальными наблюдениями были зафиксированы разрушения внутриблоковых целиков. Этот факт объясняется тем, что основную нагрузку несут надштрековые и подштрековые целики, а внутриблоковые целики «уходят из-под нагрузки» и разрушаются, преимущественно в статических формах. Поэтому для обеспечения безопасности горных работ, не рекомендуется опорные внутриблоковые целики оставлять на долгое время, более 4 - 5 лет, а нужно своевременно их погашать в отступающем порядке.

После отработки запасов эксплуатационных блоков и выемки междуэтажных и опорных целиков происходит накопление подземных пустот. Не исключается возможность блоковых сдвижений и обрушений в кровле пород под влиянием гравитационно-тектонических сил от веса налегающих пород и бокового горного давления. При погашении целиков, в кровле очистных камер напряжения формируются зоны значительных растягивающих напряжений, превышающим прочность горных пород.

Так, на Верхневитимоконском руднике, при погашении временных целиков в одном-двух эксплуатационных блоках в мерзлых породах кровля будет устойчива до глубин 200 - 220 м, в сезонно-переходных зонах -до 100 м, в талых породах кровля при погашении целиков будет неустойчива на любой глубине. При одновременном погашении трех эксплуатационных блоков на одном этаже кровля неустойчива, начиная от 80 м в мерзлых породах, в переходных зонах и талых породах - неустойчива в любых условиях.

Причем, зона растяжения в кровле концентрируется не только вблизи контура выработанного пространства, но также распространяется вглубь приконтурного массива, т.е. образует свод возможного обрушения. Толщина свода возможного обрушения определяется комплексом ключевых геомеханических факторов: площадью обнажения кровли (количеством погашаемых целиков), глубиной горных работ и криорежимом в очистном блоке. Так, установлено (рис. 3) для условий отработки Кедровского, Майского, Ирокиндинского рудников, что в мерзлых породах при погашении целиков в одном-двух эксплуатационных блоках величина зоны разрушения в кровле не превышает 1.5 м, даже на глубинах, близких к границе мерзлых пород (300 - 350 м) На глубинах до 200 - 220 м мерзлая кровля полностью находится в устойчивом состоянии. В то же время, при техно-

генном растеплении кровли, ее обрушение возможно даже на небольших глубинах вблизи земной поверхности.

Рис. 3. Глубина разрушающегося слоя в кровле выработанного пространства при погашении целиков: 1 - в мерзлых породах, 2 - в переходных зонах мерзлых пород в талые;

3 - в талых породах

Вероятными причинами обрушения кровли, кроме растепления, может являться и ряд других факторов: большой срок стояния отработанного блока, за который могут произойти микроразрушения структуры непосредственной кровли (например, на Ирокиндинском руднике такие обрушения фиксировались спустя не более, чем через 4-5 лет после отработки блока [15]); образование зеркала скольжения по поверхности отслоений в процессе множественных процессов замерзания-оттаивания пород кровли за счет периодического растепления пород кровли в летний период, сейсмического влияния взрывных работ при выемке целиков и др.

Поэтому кровлю очистного пространства после выемки целиков, рекомендуется своевременно погашать. Для повышения безопасности ведения горных работ, рекомендуется в процессе выемки целиков открытое очистное пространство крепить распорными стойками, а после превышения допустимых обнажений кровли, погашать ее способами локализации очистного пространства бутовыми полосами или регулируемого самообрушения кровли. Промышленные испытания локализации бутовыми полосами и управляемого самообрушения при выемке наклонных маломощных золоторудных жил в криолитозоне успешно проведены в условиях Иро-киндинского рудника [4, 7, 15].

Расчетные допустимые площади обнажения мерзлой кровли при выемочной мощности жилы 1 м составляют 8 тыс. м2, 2 м - 16 тыс. м2, 3 -25 тыс. м2 [3, 4]. Естественно, при растеплении кровли, эти значения будут существенно уменьшаться, ориентировочно в 2-3 раза. Поэтому, для обеспечения безопасности горных работ, рекомендуется не допускать растепления отработанных камер, а в противном случае, сокращать расстояние

между опорными целиками или распорными стойками примерно в два раза.

Выводы. На основании проведенных исследований развития геомеханической ситуации в процессе растепления приконтурного массива при отработке наклонных и пологих жил малой и средней мощности, установлено, что наиболее безопасными и устойчивыми будут горные выработки и целики, расположенные в слое многолетнемерзлых пород. В переходных зонах мерзлых пород в талые, геомеханические условия существенно ухудшаются, по сравнению с мерзлыми. Наиболее неустойчивыми будут элементы геотехнологий при техногенном их растеплении.

Для повышения безопасности горных работ на рудниках рекомендуются мероприятия по предотвращению растепления шахтного воздуха и приконтурного массива горных пород от действия приустьевой вентиляции и горнодобывающего оборудования.

Дополнительно, для повышения безопасности и эффективности горных работ предлагается комплекс мероприятий, в том числе: придание кровле выработок шатровой формы; создание в углах выработок разгрузочных щелей; крепление кровли выработанного пространства анкерным креплением, деревянными или гидравлическими стойками, костровой или кустовой крепью; своевременное извлечение (погашение) временных надштрековых, подштрековых и опорных целиков после выемки основных запасов одного -двух блоков в отступающем порядке, в мерзлых породах можно погашать два эксплуатационных блока единовременно, при растеплении массива - не более одного блока; своевременное погашение сформировавшихся после извлечения целиков подземных пустот локализацией бутовыми полосами, регулируемым обрушением.

Для своевременного выявления неустойчивости горных выработок, целиков, кровли и стенок выработанного пространства, рекомендуется предусматривать оперативный визуальный и инструментальный контроль. В случае выявления опасных участков, нееобходимо разрабатывать соответсвующие мероприятия по обеспечению безопасности горных работ.

По результатам исследований разработан ряд методических и нормативных документов по управлению горным давлением и определению параметров подземных геотехнологий для условий разработки конкретных золотодобывающих рудников: Ирокиндинского, ВерхнеВитимоконского, Кедровского, Майского и др.

Статья подготовлена в рамках выполнения государственного задания ИГД УрО РАН №075-00412-22 ПР. Тема 3. (ЕИЖЕ-2022-0003), рег. №1021062010536-3-1.5.1.

Список литературы

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

2. Geomechanical conditions of veingold deposits in permafrost zone /

A. Avdeev. E. Sosnovskaya. - Khabarovsk. Russia Federation. September 8-10. 2020 г. 2020. Vol. 192. Р. 01026. // E3S Web of Conferences: VIII International Scientific Conference "Problems of Complex Development of Georesourcef ' (PCDG 2020). DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/ 202019201026.

3. Сосновская Е.Л., Авдеев А.Н. Особенности полей первоначальных напряжений жильных месторождений, расположенных в криолито-зоне //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. № 5-2. С. 162-173.

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

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

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

7. Семенов Ю.М. Температурный режим горного массива в криоли-тозоне на руднике «Ирокинда» // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. науч. трудов. Иркутск: Изд-во ИрГТУ. С.228-231.

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.

9. Шуплецов, Ю.П. Прочность и деформируемость скальных массивов. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 195 с.

10. Влох. Н.П. Управление горным давлением на подземных рудниках. М.: Недра, 1994. 208 с.

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

12.Технология разработки золоторудных месторождений / под ред.

B. П. Неганова. М.: Недра, 1995. 336 с.

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

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

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

Авдеев Аркадий Николаевич, канд. техн наук, ст. науч. сотрудник, [email protected], Россия, Екатеринбург, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН),

Сосновская Елена Леонидовна, ккнд. геол.-минер. наук, ст. науч. сотрудник, [email protected], Россия, Екатеринбург, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН)

PARAMETERS RATIONALIZATION OF MINING SYSTEMS FOR LOW AND MEDIUM THICKNESS FLAT VEINS UNDER CHANGING CRYOGENIC CONDITIONS

A.N.Avdeev, E.L.Sosnovskaya

The article presents a prognostic analysis of the geomechanical situation under changing cryogenic conditions during the mining of low- and medium-thickness inclined gold veins. It is proposed to differentiate geomechanical conditions according to the temperature regime of the mine. The dependences of the values of natural stresses in different cryogenic conditions are established. On the basis of finite-element modeling and engineering calculations the regularities of technogenic stresses distribution in the area of the chambers and pillars are determined, their stability is evaluated. Measures to improve the safety and efficiency of mining operations are proposed.

Key words: low-thickness, flat inclined gold veins, underground mining geotechnologies, cryolithozone, rock thawing, technogenic stresses, localization of mined-out chambers, controlled caving.

Avdeev Arkady Nikolaevich, Candidate of Technical Sciences, art. employee, [email protected] , Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IGD UrO RAS),

Sosnovskaya Elena Leonidovna, Candidate of Geol.-miner. of sciences, art. scientific. employee, [email protected] , Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IGD UrO RAS)

Reference

1. Pavlov A.M. Improving the technology of underground mining of vein gold deposits: monograph. Irkutsk: Publishing House of IrSTU, 2013. 128 p.

2. Geomechanical conditions of weingold deposits in the permafrost zone / A. Avdeev. E. Sosnovskaya. - Khabarovsk. russian federation. September 8-10, 2020, 2020 Vol.

192. p. 01026. // E3S Web of Conferences : VIII International Scientific Conference "Problems of Integrated development of Geo-resources" (PCDG 2020). DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf / 202019201026.

3. Sosnovskaya E.L., Avdeev A.N. Features of the fields of initial stresses of vein deposits located in the cryolite zone //Mining information and Analytical bulletin (scientific and technical journal). 2021. No. 5-2. pp. 162-173.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Pavlov A.M., Semenov Yu.M., Sosnovsky L.I. Determination of the parameters of stable pillars and chamber outcrops during the development of inclined veins in cryogenic zones in the conditions of the Irokindinsky gold deposit // Mining information and analytical bulletin. M.: "Mining Book". 2014. No. 10. pp. 21-27.

5. Pavlov A.M. Studies of the cryolithozone and its influence on the geomechanical state of the rock mass during underground mining of gold deposits in Buryatia // Izvestia from the section of Earth Sciences of the Russian Academy of Sciences. Geology, prospecting and exploration of ore deposits. No. 1 (40). pp. 53-60.

6. Pavlov A.M., Fedolyak A.A. Improving the efficiency of subsurface development of gold deposits in Eastern Siberia // Izvestiya Sibirskogo secession of the Russian Academy of Sciences. Geology, exploration and development of mineral deposits. 2018. Vol. 41. No. 4 (65). pp. 97-106

7. Semenov Yu.M. Temperature regime of the mountain massif in the cryolithozone at the Irokinda mine // Problems of development of the mineral base of Eastern Siberia: collection of scientific works. Irkutsk: Publishing House of IrSTU. pp.228-231.

8. ISRM proposed Methods for determining the characteristics, testing and monitoring of rocks: 2007-2014. Edited by R. Ulusai, Springer International Publishing Switzerland. ch. 293 p.

9. Shupletsov, Yu.P. Strength and deformability of rock massifs. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2003. 195 p.

10. Vlokh. N.P. Management of rock pressure at underground mines. M.: Nedra. 1994. 208 p.

11. Zubkov A.V. Geomechanics and geotechnology. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 2001. 335 p.

12. Technology of development of gold deposits / edited by V. P. Neganov. M.: Nedra. 1995. 336 p.

13. Wilhelm Rust. Nonlinear finite element analysis in structural mechanics // Switzerland: Springer International Publishing. 2015. 363 p.

14. Moatamedi M., Hassan A., Khawaja. Finite element analysis. Boca Raton: CRC Press. 2018. 154 p.

15. Pavlov, Alexander M. Controlled self-destruction of roof rocks of a waste treatment facility (on the example of the Irokindinsky deposit) // 8th International Forum of Strategic Technologies 2013.Materials of IFOST 2013.Ulaanbaatar, Mongolia: Mongolian University of Science and Technology, 2013. pp. 574-575.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.