Применение численного и блочного геомеханического моделирования для определения параметров крепления камерных выработок большого сечения.

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2021-2-127-131

Соннов М.А.¹, Трофимов А.В.², Румянцев А.Е.², Шпилев С.В.² ¹ООО «Фидесис», г. Москва, Российская Федерация ² ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация Горная Промышленность №2 / 2021 стр. 127-131

Резюме: Исследование представлено на примере комплекса выработок капитального рудоспуска с весьма разнообразными видами подземных сооружений, как правило, оригинальных размеров, зависящих от функционального назначения и габаритов размещаемого оборудования. Технические решения комплекса подземного дробления и вспомогательных сооружений предусматривают создание на глубине более 800–1000 м камерных выработок с вертикальным пролетом до 35 м и горизонтальным – до 20 м. В данных условиях повышенное внимание следует уделять параметрам крепления, в особенности глубине заложения анкеров. Для участка массива нового рудоспуска построена блочная геомеханическая модель в среде ГГИС Micromine. Исходными данными для наполнения модели являются описание геотехнических скважин и физико-механические испытания горных пород. В блочной геомеханической модели выделены 4 домена для последующего численного моделирования. Моделирование напряженного состояния массива в 3D постановке выполнено в программном комплексе CAE Fidesys на основании каркасной модели комплекса выработок рудоспуска в ГГИС Micromine. Для корректного моделирования напряженно-деформированного состояния массива воссоздана история его пошагового нагружения. Массив перед началом строительства выработок находится в преднапряженном состоянии под действием горного давления от веса породной толщи. Далее пошагово моделировалась проходка горных выработок. Поле точек с величинами максимальных главных напряжений выгружено из постпроцессора численной модели и интерполировано в блочную геомеханическую модель для уточнения параметра SRF рейтинга Q Бартона. По полученным значениям Q определены параметры крепления для камерных выработок по эмпирическим методикам Бартона, Хатчинсона и Потвина.

Ключевые слова: горный массив, крепление, горное давление, выработки, рудоспуск, подземные сооружения, глубина штангования, анкер, геомеханическая блочная модель, численное моделирование, напряженно-деформированное состояние, физико-механические свойства, Micromine, CAE Fidesys

Для цитирования: Соннов М.А., Трофимов А.В., Румянцев А.Е., Шпилев С.В. Применение численного и блочного геомеханического моделирования для определения параметров крепления камерных выработок большого сечения. Горная промышленность. 2021;(2):127–131. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-2-127-131.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 15.02.2021

Поступила после рецензирования: 24.02.2021

Принята к публикации: 26.02.2021

Информация об авторах

Соннов Максим Александрович – действительный член Академии горных наук, заместитель генерального директора, ООО «Фидесис», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..

Трофимов Андрей Викторович – кандидат технических наук, заведующий центром физико-механических исследований, ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7557-9801; Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..

Румянцев Александр Евгеньевич – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2204-961X; Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..

Шпилев Сергей Владимирович – главный инженер проекта, ООО «Институт Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..

Список литературы

1. Марысюк В.П., Шиленко С.Ю., Трофимов А.В., Кузьмин С.В. Оценка рисков строительства капитального рудоспуска в сложных горно-геологических условиях на основе комплексных геотехнических исследований. Горный журнал. 2020;(1):62–66. DOI: 10.17580/gzh.2020.01.12.

2. Трофимов А.В., Соннов М.А., Вильчинский В.Б., Киркин А.П., Баженова А.В. Выбор места возведения рудоспуска на основе применения конечно-элементного моделирования с использованием программного комплекса САЕ Fidesys. Горная промышленность. 2019;(1):70–73. DOI: 10.30686/1609-9192-2019-1-143-56-59.

3. Кокоев С.Г., Юсупов Г.А., Феоктистов А.Ю., Трофимов А.В., Румянцев А.Е., Кузьмин С.В. Обоснование параметров капитального рудоспуска на основе дискретно-элементного моделирования. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(S37):158–167.

4. Barton N., Grimstad E. Forty years with the Q-system in Norway and abroad. Fjellsprengningsteknikk NFF Oslo; 2014. 25p. Available at: https://ru.scribd.com/document/358170884/Barton-N-and-Grimstad-E-2014-Forty-Years-With-the-Q-System-in-Norway-and-Abroad-Fjellsprengningsteknikk-NFF-Oslo-25p

5. Nickson S.D. Cable support guidelines for underground hard rock mine operations. MASc. thesis, Dept. Mining and Mineral Processing, University of British Columbia; 1992. Available at: https://open.library.ubc.ca/cIRcle/collections/ubctheses/831/items/1.0081080

6. Potvin Y., Milne D. Empirical cable bolt support design. In: Kaiser P.K., McCreath D.R. (eds) Rock Support in mining and underground construction, proc. Int. symp. On rock support, Sudbury. Rotterdam: A.A. Balkema; 1992. P. 269–275.