Научная статья на тему 'ПРОГНОЗ УДАРООПАСНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЖИЛ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМАМИ С ЗАКЛАДКОЙ НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ'

ПРОГНОЗ УДАРООПАСНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЖИЛ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМАМИ С ЗАКЛАДКОЙ НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
2
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
и словосочетания: потенциальная удароопасность / природные и техногенные напряжения / системы с закладкой / хрупкое разрушение / критическая глубина горных работ по динамическим проявлениям горного давления / rock shock hazard / natural and anthropogenic stresses / embedded systems / brittle fracture / critical depth of mining operations for dynamic manifestations of rock pressure

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

Приведены основные результаты геомеханических исследований с целью прогноза потенциальной удароопасности при внедрении на больших глубинах систем с закладкой выработанного пространства для условий выемки жил малой и средней мощности с переменным углом падения. Исследования выполнены на примере Майского золоторудного месторождения. В том числе выполнены натурные измерения горных пород и конечно-элементное моделирование техногенного напряженно-деформированного состояния массива горных пород, проведено геодинамическое районирование района месторождения, оценена лабораторными методами склонность основных горных пород к хрупкому разрушению под нагрузкой, рассчитана критическая глубина горных работ по динамическим проявлениям горного давления.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

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

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

PREDICTION OF IMPACT HAZARD IN THE DEVELOPMENT OF LOW- AND MEDIUM-POWER CORES BY SYSTEMS WITH A BOOKMARK AT GREAT DEPTHS

The article presents the main results of geomechanical studies to predict mining shocks when introducing at great depths the systems with backfilling of mined-out space for mining of low and medium thickness veins with variable dip angle. The studies were carried out on the example of the Mayskoye gold deposit. Among other things, in-situ measurements of natural rocks and finite element modelling of technogenic stress-strain state of the rock massif were performed, geodynamic zoning of the deposit area was carried out, the propensity of basic rocks to brittle fracture under load was assessed by laboratory methods, and the critical depth of mining operations was calculated according to dynamic manifestations of rock pressure.

Текст научной работы на тему «ПРОГНОЗ УДАРООПАСНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЖИЛ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМАМИ С ЗАКЛАДКОЙ НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ»

УДК 622.831

ПРОГНОЗ УДАРООПАСНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЖИЛ

МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМАМИ С ЗАКЛАДКОЙ НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ

Е.Л. Сосновская, А.Н. Авдеев

Приведены основные результаты геомеханических исследований с целью прогноза потенциальной удароопасности при внедрении на больших глубинах систем с закладкой выработанного пространства для условий выемки жил малой и средней мощности с переменным углом падения. Исследования выполнены на примере Майского золоторудного месторождения. В том числе выполнены натурные измерения горных пород и конечно-элементное моделирование техногенного напряженно-деформированного состояния массива горных пород, проведено геодинамическое районирование района месторождения, оценена лабораторными методами склонность основных горных пород к хрупкому разрушению под нагрузкой, рассчитана критическая глубина горных работ по динамическим проявлениям горного давления.

Ключевые слова: и словосочетания: потенциальная удароопасность, природные и техногенные напряжения, системы с закладкой, хрупкое разрушение, критическая глубина горных работ по динамическим проявлениям горного давления.

Введение. Жилы малой и средней мощности как наклонного падения, так и крутопадающие в основном разрабатываются системами с открытым очистным пространством как наиболее экономичными [1, 2]. Однако с увеличением глубины горных работ наступает такой момент, когда расчетные параметры целиков, становятся слишком большими, и их оставление нерациональным. Для уменьшения потерь, целики (внутриблоковые, подштрековые, надштрековые, междукамерные) обычно погашают после выемки основных запасов блока [3]. На больших глубинах возможны негативные проявления горного давления в процессе выемки целиков. В таких случаях при достаточной ценности руд переходят на более безопасные системы с обрушением или закладкой выработанного пространства.

Системы с закладкой считаются наиболее безопасными с геомеханической точки зрения. Тем не менее, в процессе горных работ даже при системах с закладкой могут возникать локальные участки, потенциально опасные по проявлениям горного давления, которые необходимо учитывать в геомеханических прогнозах в целях обеспечения безопасности ведения горных работ (рис. 1).

В статье сделан прогноз потенциальной удароопасности при переходе от систем с открытым очистным пространством на системы с закладкой для условий выемки жил малой и средней мощности на примере Майского золоторудного месторождения. В 2010 г. специалистами Иркутского технического университета (ИрНИТУ) была определена минимальная критическая глубина по горным ударам для условий рудника, равная 400 -

450 м. [4] В 2019 г. дополнительно были проведены исследования специалистами Санкт-Петербургского горного университета (СПГУ). Они уточнили значение критической глубины до уровня 520 м. В настоящее время, горные работы на руднике достигли глубины 500 м. То есть, горные работы на руднике достигли критических глубин по горным ударам для систем с открытым очистным пространством.

а

1-1

1_

1 -и- Л.».' '».• •• ъм.¿Д>ч.

_______I

игр«

г1

б

а

Рис. 1. Системы разработки с закладкой: при выемке наклонных жил (камерная с закладкой); б — при выемке крутопадающих жил (горизонтальными слоями с закладкой) выработанного пространства

При этом горные работы на нижних горизонтах рудника дополнительно осложнены наличием тектонически ослабленных, местами обводненных и разрыхленных участков массива. На таких участках удароопас-ность, конечно, понижена, но прогнозируется (и наблюдается) разрушение приконтурного массива выработок в статических, неудароопасных формах.

Также возможны негативные процессы сдвижения горных пород вблизи непогашенных очистных выработок.

Поэтому на руднике для обеспечения безопасности горных работ было предложено перейти на системы с закладкой. Был разработан соответствующий проект, в которым были обоснованы два варианта таких систем: камерная система с закладкой - для отработки крутопадающих рудных тел (10 % балансовых запасов) (рис. 1,а), система горизонтальными слоями с закладкой - для наклонных рудных тел (до 90 % балансовых запасов) (рис.1,б). Возникла актуальная задача прогноза развития геомеханической ситуации на руднике и уточнения категории удароопасности.

Методы исследований. Авторами в процессе освоения рудника в 2008 - 2020 гг. проводились измерения параметров естественного (первоначального) напряженно-деформированного состояния массива горных пород методом щелевой разгрузки по методике ИГД УрО РАН [5].

Дополнительно для оценки влияния современной тектонической активности на руднике на подвижность структурных блоков и вероятность проявления горно-тектонических ударов было выполнено геодинамическое районирование района месторождения. Геодинамическое районирование проводилось методами морфоструктурного, линеаментного, гидрографического анализа рельефа земной поверхности и космофото-материалов [6, 7]. Исследования проводились с применением программного обеспечения: WinLESSA (для автоматизации анализа исходных данных - изображений, схем, цифровых моделей рельефа) и ГИС (для

морфометрического анализа поверхностей).

Склонность к хрупкому разрушению под нагрузкой горных пород и руд устанавливалась на основе лабораторных испытаний комплексно, на базе двух методик: по соотношению прочностей пород на сжатие и растяжение (методика Г.Н. Кузнецова) и по отношению упругой деформации к остаточной (методика Я.А. Бича) [8, 9].

В качестве критерия хрупкого разрушения в методике Г.Н. Кузнецова используется отношение прочностей пород на сжатие и растяжение. Породы разрушаются хрупко, если отношение предела прочности на одноосное сжатие к пределу прочности на одноосное растяжение больше шести.

Склонность горной породы к хрупкому разрушению по Я.А. Бичу оценивается по соотношению упругой деформации £упр к полной гтлн при испытаниях на одноосное сжатие:

Б

Куд = . 100% > 70%, (1)

Бполн

Для уточнения критических глубин по горным ударам было проведено конечно-элементное моделирование [10, 11] техногенных напряжений в конструктивных элементах внедряемых систем разработок на базе

сертифицированного программного комплекса FEM, разработанного проф. О.В. Зотевым (ИГД УрО РАН).

Критические глубины по динамическим проявлениям горного давления в опасных элементах систем разработки определялись по разработанной авторами методике на основе выражения

ту об

К , л • о °ж

кр 14 7 шах л 1 шах л i шах \ (2)

j_j-dun __уд сж

I А 7 max , л т max , л т max \ ' Г\Ах • kx + Ау • ky + Az • К )

где Куд - коэффициент удароопасности, в соответствии с нормативными

требованиями равен 0,8 (80 % от предела прочности на сжатие в образце); а Ж - предел прочности на сжатие в образце, МПа; X, Y, Z - координатные оси анализируемой геомеханической модели соответственно вкрест про-

1 max 1 max i max

стирания рудного тела, по простиранию и вертикально; Kx ,, ,, -

коэффициенты концентрации максимальных сжимающих техногенных напряжений, ориентированных по осям X, Y, Z в оцениваемом на ударо-опасность элементе системы разработки, определялись в процессе конечно-элементного моделирования на основе решения плоских геомеханических задач; Ах ? Ау ? Az - коэффициенты дополнительного сжатия

(бокового распора) за счет влияния природных напряжений, численно равны отношению величины первоначального напряжения, ориентированного вдоль выбранной координатной оси к весу налегающей толщи пород; у -плотность пород и руд, МН/м3.

Результаты исследований

Естественное напряженно-деформированное состояние массива горных пород. В 2008 г. в начале горных работ на руднике авторами были измерены напряжения на верхних горизонтах на глубине 120 м от земной поверхности [4]. Было установлено, что распределение напряжений на верхних горизонтах в многолетнемерзлых породах носит гидростатический характер. Измеренные вертикальные и горизонтальные первоначальные напряжения составили 90...100 % от веса налегающей толщи пород.

В октябре 2020 г. на нижних горизонтах рудника ниже зоны вечной мерзлоты были вновь заложены наблюдательные станции горного давления. Расстояние до дневной поверхности на наблюдательных станциях составило 400 - 500 м. По результатам измерения 2020 г. установлено, что распределение напряжений на глубоких горизонтах рудника в полностью талом массиве носит гравитационно-тектонический характер. Максимальные напряжения направлены горизонтально, вкрест простирания рудных тел и составляют 190 % от минимальных напряжений, действующих в вертикальной плоскости. Средние прогнозные величины первоначальных напряжений на глубоких горизонтах Майского рудника по результатам исследований аппроксимируются зависимостями

=-ГН; *пр =- ; 5 п 1,9£Н , (3)

где сгв ,&пр- напряжения в массиве горных пород, соответственно вертикальные, продольные и поперечные, МПа; у - объемный вес пород, МН/м3; Н - глубина горных работ, м.

Таким образом, коэффициенты дополнительного сжатия (см. формулу (2) в условиях нижних горизонтов Майского рудника, по результатам натурных измерений составят

Ах = 1,4 ; А = 1,9 ; А = 1,0 . (4)

На нижних горизонтах вероятны негативные проявления горного давления от действия высоких тектонических напряжений.

Геодинамическое районирование района месторождения позволило установить следующие закономерности. Массив месторождения расположен в зоне сдвига, ниже средней уровня рельефа. Градиент скорости движения земной коры в районе месторождения больше 6х10-6 в год. Горные породы относятся к средней крепости. В соответствии с методическими указаниях по геодинамическому районированию [12] район залегания Майского месторождения соответствует первой категории потенциальной удароопасности.

Структурный каркас района месторождения создают разрывные нарушения северо-западного, северо-восточного, субширотного и субмеридионального простирания и оперяющие их трещины. Прослеживаются разрывные нарушения третьего, четвертого, пятого порядков. Отчетливо выделяются узлы геодинамического взаимодействия структур - зоны геодинамической активности в местах пересечения нарушений высокого ранга (третьего), имеющих взбросо-сбросовый характер (рис. 2). За счет накапливаемого энергетического потенциала в регионе в узловых точках возможна активизация смещений по долгоживущим нарушениям, хотя активных тектонических нарушений, склонных к подвижкам в форме горнотектонических ударов, пока не наблюдается.

Оценка склонности горных пород к накоплению упругой энергии и хрупкому разрушению. Лабораторными испытаниями установлено, что склонным к хрупкому разрушению, и, следовательно, потенциально удароопасным является естественно-сухой массив горных пород средней устойчивости и устойчивых, сложенных кварцевыми и кварц-полевошпатовыми порфирами, серицитолитами (табл. 1). Неудароопасным является массив неустойчивых пород, сложенный в основном трещиноватыми алевролитами.

Рис. 2. Зоны геодинамической активности в районе месторождения (линии желтого цвета - фактические нарушения третьего порядка; голубые - предполагаемые разрывные нарушения; черный контур - границы поселка «Майский»; красные толстые линии -рудные тела; синие пунктирные линии - русла рек)

Следует учитывать, что трещиноватость и влажность анализируемых образцов может значительно отличаться от тех же характеристик в массиве горных пород. Так как для лабораторных испытаний, естественно, посылаются наиболее сохранившиеся куски кернового материала, то есть наиболее прочные и упругие. В реальных условиях горные породы в тектонически ослабленных зонах и обводненных участка могут и, скорее все-

го, будут разрушаться по другому сценарию, т.е. в статических формах, в виде интенсивного трещинообразования и вывалов. Поэтому массив, сложенный неустойчивыми и весьма неустойчивыми породами на тектонических ослабленных и обводненных участках, будет характеризоваться не-удароопасным состоянием.

Однако основная часть массива сложена упругими, склонными к хрупкому разрушению под нагрузкой горными породами. На нижних горизонтах рудника весьма вероятны проявления горного давления в динамических, удароопасных формах.

Таблица 1

Результаты лабораторной оценки склонности горных пород

к хрупкому разрушению

Наименование пород Критерий Кузнецова Критерий Бича Оценка склонности к хрупкому разрушению

Алевролит 4,4 62 Несклонный

Кварцевые порфиры 8,1 90 Склонный

Кварц-полевошпатовые порфиры 6,3 90 Склонный

Серицитолит 9,6 93 Склонный

Напряженно-деформированное состояние в элементах геотехнологии. Анализ элементов планируемых систем с закладкой позволил установить, что концентраторами напряжений, и, следовательно, потенциально удароопасными элементами геотехнологии на руднике являются (рис.3):

- одиночные вскрывающие выработки (штреки и квершлаги), расположенные вне зоны влияния очистных выработок;

- при камерной системе разработки с закладкой - потолочина временно незаложенных камер, временно оставляемые междукамерные целики 1-й очереди отработки, полевые подготовительные штреки, рудные разрезные штреки;

- при системе разработки горизонтальными слоями с закладкой -углы кровли временно незаложенных слоев.

По результатам проведенного конечно-элементного моделирования получены коэффициенты концентрации техногенных напряжений в установленных потенциально удароопасных элементах, изучаемых геотехнологий. С учетом полученных данных (табл. 2) на базе формул (2), (4) рассчитаны критические глубины для минимально установленной лабораторными испытаниями прочности пород нижних горизонтов рудника на одноосное сжатие, равной 97 МПа.

Таблица 2

Коэффициенты концентрации техногенных напряжений в потенциально удароопасных элементах исследуемой геотехнологии

Потенциально удароопасные элементы геотехнологии Коэффициенты концентрации напряжений

Кх Ку Кг

Вскрывающие выработки вне зоны влияния очистных работ 1,75 0 0,87

Элементы камерной системы с закладкой: полевой подготовительный штрек временная потолочина незаложенных камер временный междукамерный целик рудный разрезной штрек

2,62 0 0,54

2,34 0 0,22

0,02 1,99 0

1,44 0 0,14

Элементы системы горизонтальными слоями с закладкой: углы кровли отрабатываемого под закладкой горизонтального слоя

1,79 0 2,23

300 400 500 600 700 ВОО

--1-ь - Нкр - -1 П, м

Л

3

_ о

С7, МПа

Рис. 3. Напряжения в потенциально удароопасных элементах систем с закладкой очистного пространства: 1 - рудные разрезные штреки; 2 - вскрывающие квершлаги вне зоны влияния очистных работ; 3 - временные междукамерные целики;

4 - вскрывающие штреки вне зоны влияния очистных работ; 5 - временная потолочина; 6 - полевые подготовительные штреки; 7 - углы кровли отрабатываемых под закладкой слоев; 8 - средний уровень напряжений, допустимых по проявлениям горного давления в динамических формах; Н кр - минимальное значение критической глубины по проявлениям горного давления в динамических формах

По результатам расчетов получено, что вскрывающие (капитальные) штреки потенциально удароопасны, начиная с глубин 620 м, квершлаги - с глубин 920 м. Наиболее неустойчивыми, очевидно, являются штреки, так как на них действует больший боковой распор (см. формулы (3), (4). Минимальная критическая глубина по горным ударам для потолочины временно незаложенных камер при камерной системе разработки составляет 600 м, для временных целиков - 640 м. Полевые штреки, проводимые при камерной системе разработки, на проектном расстоянии 20 м от очистных выработок рудника, неудароопасны до глубин 510 м.

Следует отметить, устойчивость и ударобезопасность полевых выработок при системах с закладкой необходимо обеспечивать временно, на период закладки очистного пространства. После проведения закладочных работ напряжения в подготовительных выработках существенно снизятся, а критические глубины по горным ударам увеличатся до глубин порядка 600 м. Поэтому мероприятия, направленные на повышение ударобезопас-ности горных работ при камерной системе с закладкой, должны быть направлены на сокращение времени отбойки и выпуска камер, оперативное погашение временных целиков и своевременное проведение закладочных работ. В случае необходимости можно применить разгрузку временных целиков разгрузочными скважинами и щелями.

Система горизонтальными слоями с закладкой, в целом, более безопасна, чем камерная система. Однако при крутом угле падения применение этой системы затруднено. Систему горизонтальных слоев проектом предусматривается использовать при выемке наклонных жил, в основном, на участках неустойчивых пород. На таких участках наиболее вероятно разрушение приконтурного массива отрабатываемых слоев в статических формах: интенсивного трещинообразования и отдельных вывалов (рис.4). В случае высокопрочных, удароопасных участков массива, конечно, не исключены и динамические проявления горного давления.

Расчетная критическая глубина по негативным проявлениям горного давления для углов кровли отрабатываемых под закладкой временно незаложенных слоев (рис. 4) при системе горизонтальными слоями с закладкой составляет 505 м.

Компенсационные мероприятия по снижению вероятности вредных проявлений горного давления при системе горизонтальными слоями с закладкой должны состоять в сокращении времени стояния незаложенных выработок, и при необходимости - в разгрузке углов кровли, дополнительным упрочнением стенок отрабатываемого слоя анкерным креплением.

Рис. 4. Горизонтальные (от) и вертикальные (ов) напряжения в отрабатываемом под закладкой горизонтальном слое на глубине

500 - 600м

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

Выводы и рекомендации. Таким образом, установленная минимальная критическая глубина по проявлениям горного давления в динамических формах для массива нижних горизонтов Майского рудника составляет 500 м. Ранее независимыми исследованиями двух институтов эта глубина была получена в диапазоне 400 - 520 м. Очевидного, ожидаемого значительного увеличения расчетной критической глубины по горным ударам при переходе от систем с открытым очистным пространством на более безопасные системы с закладкой не произошло по следующим причинам.

Во-первых, ранее при прогнозах удароопасности специалистами ИрГТУ, и СПГУ учитывался тот факт, что целики, являющиеся основными концентраторами напряжений в системах с открытым очистным пространством, на руднике практически полностью погашались в процессе выемки запасов. То есть основными расчетными концентраторами напряжений являлись полевые выработки и временно непогашенные целики, так же, как и у систем с закладкой.

Во-вторых, при отработке жил небольшой и средней мощности в очистном пространстве в любом случае образуются более высокие концентрации напряжений, чем при меньшей мощности жилы. [1,13]. Это специфика маломощных жильных месторождений. Поэтому системы с закладкой при выемке маломощных и средней мощности жил направлены в основном не на повышение ударобезопасности горных работ, а на повышение устойчивости приконтурного массива неустойчивых пород во избежание возможных процессов сдвижения.

Для обеспечения безопасности горных работ при системах с закладкой, в устойчивых, потенциально удароопасных массивах необходимо обеспечить оперативный геомеханический мониторинг, особенно в очистных и подготовительно-нарезных выработках, и применение в случае необходимости дополнительных мероприятий, например, разгрузки целиков, углов кровли и потолочины щелями или дополнительное упрочнение приконтурного массива анкерным креплением.

Оперативный мониторинг геомеханического состояния вскрывающих, подготовительных и очистных выработок рекомендуется выполнять, по опыту горных работ в аналоговых стесненных условиях выемки маломощных и средней мощности жил с переменным углом падения, преимущественно визуальными наблюдениями, а также инструментальными наблюдениями при помощи достаточно компактных и простых в использовании приборов акустической эмиссии.

Основные методы и результаты исследований рекомендуется использовать при прогнозе развития геомеханической ситуации и опасных проявлений горного давления при выемке рудных жил малой и средней мощности на больших глубинах.

Статья подготовлена в рамках Государственного задания №07500412-22 ПР. Тема 3 (2022-2024). (FUWE-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. Павлов А.М., Федоляк А.А. Повышение эффективности подземной разработки золоторудных месторождений Восточной Сибири //Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. 2018. Т. 41. № 4 (65). С. 97-106.

3. Особенности изучения физико-механических свойств многолет-немерзлых массивов горных пород при оценке геомеханических условий рудных месторождений / А.Н. Авдеев, Е.Л. Сосновская, А.Ю. Болотнев, Д. Батжаргал // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. Т. 42. № 2 (67). С. 240-253.

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

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

6. Сосновская Е.Л. Оценка потенциальной удароопасности Майского золоторудного месторождения // Вестник ИрГТУ. 2010. № 5. С.76-81.

7. Федоляк А.А., Павлов А.М. Обоснование параметров эффективной подземной разработки Майского месторождения // Сб. науч. тр. Шестнадцатой Всерос. науч.-практич. конф. "Проблемы развития экономики и предпринимательства". 2018. С. 98-104.

8. Сосновская Е.Л. Оценка техногенных напряжений на контуре очистных камер при разработке крутопадающих золоторудных жил малой мощности // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 12 (95). С. 82-88.

9. Бич Я.А. Горные удары и методы их прогноза. М., 1972, 101 с.

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

11. Кац Я.Г., Полетаев А.И., Румянцева Э.Ф. Основы линеамент-ной тектоники. М.: Недра, 1986. 144 с.

12. Копылов И.С. Морфонеотектоническая система оценки геодинамической активности: монография. Пермь: ПНИПУ, 2019. 131 с.

13. Геодинамическое районирование недр: метод. указ. Л.: НИИ горн. геомехан. и маркшейд. дела,1990. 129 с.

Сосновская Елена Леонидовна, канд. геол.-мин. наук, ст. науч. сотр., [email protected], Россия, Екатеринбург, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук,

Авдеев Аркадий Николаевич, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. [email protected], Россия, Екатеринбург, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук

PREDICTION OF IMPACT HAZARD IN THE DEVELOPMENT OF LOW- AND MEDIUM-POWER CORES BY SYSTEMS WITH A BOOKMARK A T GREAT DEPTHS

E.L. Sosnovskaya, A.N. Avdeev

The article presents the main results of geomechanical studies to predict mining shocks when introducing at great depths the systems with backfilling of mined-out space for mining of low and medium thickness veins with variable dip angle. The studies were carried out on the example of the Mayskoye gold deposit. Among other things, in-situ measurements of natural rocks and finite element modelling of technogenic stress-strain state of the rock massif were performed, geodynamic zoning of the deposit area was carried out, the propensity of basic rocks to brittle fracture under load was assessed by laboratory methods, and the critical depth of mining operations was calculated according to dynamic manifestations of rock pressure.

Key words: rock shock hazard, natural and anthropogenic stresses, embedded systems, brittle fracture, critical depth of mining operations for dynamic manifestations of rock pressure.

Sosnovskaya Elena Leonidovna, candidate of geological sciences, art. officer, [email protected], Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences,

Avdeev Arkady Nikolaevich, candidate of technical sciences, art. scientific. officer, avdeev0706@mail. ru , Russia, Yekaterinburg, Institute of Mining of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Reference

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

2. Pavlov A.M., Fedolyak A.A. Improving the efficiency of underground mining of gold deposits in Eastern Siberia //Proceedings of the Siberian Branch of the Section of Earth Sciences of the Russian Academy of Natural Sciences. Geology, exploration and development of mineral deposits. 2018. Vol. 41. No. 4 (65). pp. 97-106.

3. Features of studying the physico-mechanical properties of multi-year frozen rock massifs in assessing the geomechanical conditions of ore deposits / A.N. Avdeev, E.L. Sosnovskaya, A.Y. Bolotnev, D. Batzhargal // Izvestiya Sibirskogo secession of the Section of Earth Sciences of the Russian Academy of Natural Sciences. Geology, exploration and development of mineral deposits. Vol. 42. No. 2 (67). pp. 240-253.

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

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

6. Sosnovskaya E.L. Assessment of the potential impact hazard of the May gold deposit // Bulletin of the IrSTU. 2010. № 5.P.76-81.

7. Fedolyak A.A., Pavlov A.M. Substantiation of the parameters of the effective underground mining of the Mayskoye field // Collection of scientific tr. of the sixteenth All-Russian scientific and practical conference "Problems of the development of economics and entrepreneurship". 2018. P. 98-104.

8. Sosnovskaya E.L. Assessment of man-made stresses on the contour of purification chambers during the development of steeply falling low-power gold ore veins //Bulletin of the Irkutsk State Technical University. 2014. No. 12 (95). P. 82-88.

9. Beach Ya.A. Mountain impacts and methods of their prediction. Moscow: 1972,

101 p.

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

11. Katz Ya.G., Poletaev A.I., Rumyantseva E.F. Fundamentals of linear tectonics. M.: Nedra, 1986. 144 p.

12. Kopylov I.S. Morphoneotectonic assessment system of geo-dynamic activity: monograph. Perm: PNRPU, 2019. 131 p.

13. Geodynamic zoning of the subsurface: a method. decree. L.: 1990. 129 p. (Ministry of Coal Industry of the USSR, Research Institute of Mining. geomechanics. and a mine survey. business, Kuzbass Polytechnic University).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.