О критериях удароопасности горных пород
Козырев А.А.1, Кузнецов Н.Н.1, Макаров А.Б.2
1 Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
2 SRK Consulting (Russia) Ltd Филиал частной компании с ограниченной ответственностью «Эсаркей Консалтинг (Россия) Лимитед» (Великобритания), г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №S1 / 2023 стр. 61-68
Резюме: К настоящему времени для оценки удароопасности горных пород предложено не менее десяти различных критериев. Часть из них используется только в определенных странах, а некоторые только на определенных месторождениях. В связи с этим возникает проблема выбора универсального критерия удароопасности пород, который можно использовать при наличии стандартного испытательного оборудования на различных месторождениях. Для решения этой задачи выполнена оценка удароопасности горных пород месторождений России и Казахстана по критерию Кайзера, критерию Ставрогина, критерию Горного института Кольского научного центра РАН и энергетическому критерию. На основе полученных данных проведены анализ и сопоставление результатов оценки удароопасности горных пород по рассмотренным критериям. Установлены границы их применимости и взаимосвязь между полученными результатами. Выделены основные преимущества и недостатки критериев. Предложен универсальный подход к оценке удароопасности горных пород, заключающийся в совместном использовании нескольких критериев.
Ключевые слова: критерий удароопасности, горные породы, коэффициент хрупкости, модуль упругости, модуль спада, удельная энергия деформирования, одноосное сжатие
Для цитирования: Козырев А.А., Кузнецов Н.Н., Макаров А.Б. О критериях удароопасности горных пород. Горная промышленность. 2023;(S1):61–68. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-61-68
Информация о статье
Поступила в редакцию: 22.12.2022
Поступила после рецензирования: 23.01.2023
Принята к публикации: 27.01.2023
Информация об авторах
Козырев Анатолий Александрович – доктор технических наук, профессор, руководитель отдела геомеханики, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Кузнецов Николай Николаевич – кандидат технических наук, руководитель лаборатории инструментальных исследований состояния горных пород Арктической зоны РФ, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Макаров Александр Борисович – доктор технических наук, профессор, главный консультант по геомеханике, SRK Consulting (Russia) Ltd Филиал частной компании с ограниченной ответственностью «Эсаркей Консалтинг (Россия) Лимитед» (Великобритания), г. Москва, Российская Федерация
Список литературы
1. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. М.: Недра; 1985. 271 с.
2. Козырев А.А., Кузнецов Н.Н., Федотова Ю.В., Шоков А.Н. Определение степени удароопасности скальных горных пород по результатам испытаний при одноосном сжатии. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2019;(6):41–50. https://doi.org/10.21440/0536-1028-2019-6-41-50
3. Tarasov B.G. Superbrittleness of rocks at high confining pressure. In: M. Van Sint Jan, Y. Potvin (eds). Deep Mining 2010: Proceedings of the Fifth International Seminar on Deep and High Stress Mining, Australian Centre for Geomechanics. Perth, pp. 119–134. https://doi.org/10.36487/ACG_repo/1074_08
4. Singh S.P. Burst energy release index. Rock Mechanics and Rock Engineering. 1988;21(2):149–155. https://doi.org/10.1007/BF01043119
5. Kidybiski A. Bursting liability indices of coal. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstract. 1981;18(4):295–304. https://doi.org/10.1016/0148-9062(81)91194-3
6. Cai M. Prediction and prevention of rockburst in metal mines – A case study of Sanshandao gold mine. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016;8(2):204–211. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.11.002
7. Cai M., Kaiser P.K. Rockburst Support: Reference Book. Sudbury: Laurentian University; 2018. Vol. 1. 284 p. 8. Castro J., Cicero S., Sagaseta C. A criterion for brittle failure of rocks using the theory of critical distances. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2016;49(1):63–77. https://doi.org/10.1007/s00603-015-0728-8
9. Li N., Zou Y., Zhang S., Ma X., Zhu X., Li S., Cao T. Rock brittleness evaluation based on energy dissipation under triaxial compression. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019;183:106349. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106349
10. Kivi I.R., Ameri M., Molladavoodi H. Shale brittleness evaluation based on energy balance analysis of stress-strain curves. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2018;167:1–19. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2018.03.061
11. Кузнецов Н.Н., Козырев А.А., Каспарьян Э.В., Земцовский А.В., Федотова Ю.В., Пак А.К. Методика определения склонности скальных горных пород к разрушениям в динамической форме (хрупкому разрушению) по результатам лабораторных испытаний образцов. Апатиты: Издательство Кольского научного центра; 2021. 20 с. https://doi.org/10.37614/978.5.91137.454.9
12. Кузнецов Н.Н. Исследование энергоемкости разрушения скальных горных пород с целью оценки их удароопасности (на примере месторождений Кольского региона): автореф. дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург; 2021. 25 с.
13. Бирючев И.В., Макаров А.Б., Усов А.А. Геомеханическая модель рудника. Часть 2. Использование. Горный журнал. 2020;(2):35– 44. https://doi.org/10.17580/gzh.2020.02.04
