Исследование изменения физико-механических свойств скальных горных пород и их трещиноватости с глубиной на примере Хибинского массива

А.М. Кузнецов, М.С. Кулькова
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Горная Промышленность №5/ 2026 стр. 258-264

Резюме: С увеличением масштабов ведения горных работ все более актуальным становится вопрос о закономерностях изменения физико-механических свойств горных пород и параметров их трещиноватости с глубиной залегания. Имеющаяся в литературных источниках информация не позволяет сформировать четкое представление об изменении этих характеристик, что обусловливает необходимость проведения натурных и лабораторных исследований в процессе отработки месторождений. В работе приведены результаты комплексного анализа структурной трещиноватости и физико-механических свойств кернового материала, отобранного из субвертикальной скважины на одном из месторождений Хибинского массива. В интервале от 340,0 до 841,0 м от дневной поверхности определены индекс качества массива, линейная частота трещин, плотность четырех типов скальных пород и пределы их прочности при одноосном сжатии и растяжении, выявлены разломные структуры и зоны дискования керна. Показано, как изменяются физико-механические свойства исследуемых пород и их трещиноватость с увеличением глубины залегания.

Ключевые слова: скальные горные породы, глубина залегания, физико-механические свойства, трещиноватость, прочность, плотность.

Благодарности: Авторы выражают благодарность ведущему технологу лаборатории №26.2 отдела геомеханики Горного института Кольского научного центра РАН Ольге Николаевне Целовальниковой за совместное участие в геотехническом описании керна исследуемой скважины и отборе проб для определения физико-механических свойств горных пород.

Для цитирования: Кузнецов А.М., Кулькова М.С. Исследование изменения физико-механических свойств скальных горных пород и их трещиноватости с глубиной на примере Хибинского массива. Горная Промышленность. 2026;(5):258–264. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-5-258-264

Информация о статье

Поступила в редакцию: 17.05.2026

Поступила после рецензирования: 22.06.2026

Принята к публикации: 13.07.2026

Информация об авторах

Кузнецов Андрей Михайлович – кандидат технических наук, руководитель лаборатории инструментальных исследований состояния горных пород Арктической зоны РФ, отдел геомеханики, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россий- ская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-0624-4351; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Кулькова Мария Сергеевна – кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории прогноза удароопасности рудных месторождений, отдел геомеханики, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-4417-0223; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Попов В.Н., Сильченко О.Б., Парамонова М.С. Об изменении физико-механических свойств горных пород с глубиной залегания. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011;(5):108‒117. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2011/5/Popov_5_2011.pdf (дата обращения: 14.04.2026).

2. Цой П.А., Усольцева О.М. Изменение механических свойств горных пород в зависимости от глубины залегания. В кн.: Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии: тезисы докладов междунар. конф., г. Томск, 6–10 сентября 2021 г. Томск: Изд-во ТГУ; 2021. С. 80. https://doi.org/10.17223/978-5-907442-03-0-2021-046

3. Lu Y., Li C., He Z., Gao M., Zhang R., Li C., Xie H. Variations in the physical and mechanical properties of rocks from different depths in the Songliao Basin under uniaxial compression conditions. Geo-Resources. 2020;6(3):43. https://doi.org/10.1007/s40948-020-00163-z

4. Wang H., Sun B., Cao C., Yu S., Wang H., Yuan Y., Zhong H. A comprehensive study on in situ stress field characteristics and changes in rock mechanical properties in deep mines in northeastern Yunnan, China. Deep Underground Science and Engineering. 2024;4(2):241‒254. https://doi.org/10.1002/dug2.12124

5. Zhao Y., Wang X., Guo Y., Danesh N.N., Jiang Y. Mechanical properties and brittleness characteristics of sandstone from different burial depths. 2022;8(5):165. https://doi.org/10.1007/s40948-022-00470-7

6. Lanaro F., Sato T., Nakama S. Depth Variability of compressive strength test results of Toki Granite from Shobasama and Mizunami construction sites, Japan. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2009;42(4):611–629. https://doi.org/10.1007/s00603-008-0017-x

7. Peng K., Liu Z., Zou Q. et al. Static and dynamic mechanical properties of granite from various burial depths. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2019;52(10):3545–3566. https://doi.org/10.1007/s00603-019-01810-y

8. Abd El Aal A., Al Zamana Y., Dunquwah T., Alsalmi O., Hussain J., Iqbal J. et al. Depth variations as effective indicators for strength variation of Najran granites, Najran region, Saudi Arabia. Frontiers in Materials. 2025;12:1382313. https://doi.org/10.3389/fmats.2025.1382313

9. Zhang Z., Xie H., Zhang R., Zhang Z., Gao M., Jia Z., Xie J. Deformation damage and energy evolution characteristics of coal at different depths. Rock Mechanics and Rock Engineering . 2019;52(5):1491–1503. https://doi.org/10.1007/s00603-018-1555-5

10. Li D., Luo P., Zhu Z., Fang X., Zhou A., He X., Ma J. Experimental study on tensile and compressive mechanical properties of rocks from different depths at a deep mine. Journal of Engineering Geology. 2022;32(01):86–95. (In Chinese) https://doi.org/10.13544/j.cnki.jeg.2022-0460

11. Дунаев А.В. Характер изменения трещиноватости пород ковдорского апатит-магнетитового месторождения с глубиной. Горный информационно-аналитический бюллетень . 2010;(3):130–136. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2010/3/Dunaev_3_2010.pdf (дата обращения: 14.04.2026).

12. Боос И.Ю., Патачаков И.В., Гришин А.А., Абдуллаева А.А., Разин А.И., Актелова А.Ю. Изменчивость интенсивности трещиноватости с глубиной на Удерейском месторождении. Московский экономический журнал . 2020;(9):115–124.

13. Song F., Dong Y.-H., Xu Z.-F., Zhou P.-P., Wang L.-H., Tong S.-Q., Duan R.-Q. Granite microcracks: Structure and connectivity at different depths. Journal of Asian Earth Sciences . 2016;124:156–168. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.04.023

14. Жиров Д.В. Морфоструктурные критерии контроля трещиноватости интрузивных пород: методические и прикладные аспекты реконструкции стресс-состояний. В кн.: риалы Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием, г. Екатеринбург, 1–3 октября 2013 г. Екатеринбург: ИГД УрО РАН; 2014. С. 96–105.

15. Шпаков П.С., Юнаков Ю.Л., Шпакова М.В., Чумляков В.А. Влияние трещиноватости на устойчивость бортов карьера и ее изменчивость по площади и глубине на Горевском месторождении. Горный информационно-аналитический бюллетень . 2015;(11):32–40. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2015/11/32_40_11_2015.pdf (дата обращения: 14.04.2026).

16. Сергунин М.П., Дарбинян Т.П. Выделение параметров трещиноватости массива горных пород из геологических моделей, построенных в современных геоинформационных системах (на примере Micromine). Горный журнал . 2020;(1):39–42. https://doi.org/10.17580/gzh.2020.01.07

17. Deere D.U. Technical description of rock cores for engineering purpose. Rock Mechanics and Engineering Geology . 1963;1(1):16–22.