Возможность динамических проявлений горного давления в карьерах
Рыбин В.В., Константинов К.Н., Калюжный А.С.
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Горная Промышленность №S1 / 2023 стр. 56-60
Резюме: Горным институтом Кольского научного центра РАН начиная с 2000-х годов проводились специальные исследования параметров напряжённо-деформированного состояния массива горных пород на действующих карьерах. При проведении исследований использовали метод разгрузки в варианте торцевых измерений, метод дискования керна, метод фиксации искривления стволов геологических скважин и другие. В результате было показано, что при формировании глубоких карьерных выемок в массивах прочных скальных горных пород уровень действующих напряжений в прибортовом массиве карьеров может быть весьма значителен, достигая значений, при которых становится вероятной реализация динамических проявлений горного давления. В условиях гравитационно-тектонического поля напряжений, уровень действующих напряжений в массиве пород может быть высок даже на сравнительно небольших глубинах. Выявлена тенденция к увеличению абсолютных значений напряжений с глубиной; изучено распределение напряжений в непосредственной близости от контура карьерной выемки. Действие в массиве пород высоких горизонтальных напряжений неоднозначно влияет на устойчивость бортов карьеров. С одной стороны, создаётся дополнительная нагрузка, нормальная граням структурных блоков, перпендикулярных контуру карьера, что увеличивает силу трения по контактам блоков пород, и, как следствие, повышается устойчивость бортов карьеров в целом. С другой стороны, учитывая прогнозируемый уровень действующих напряжений на уровне дна карьера, сравнимый с прочностью на одноосное сжатие скальных пород, слагающих его борт, становится вероятным разрушение скальных пород в динамической форме. В настоящее время на действующих глубоких карьерах отмечаются случаи разрушения горных пород под действием высоких напряжений, дискования керна исследовательских скважин, что является свидетельством возможности реализации динамических проявлений горного давления на открытых горных работах.
Ключевые слова: динамические проявления горного давления, напряженно-деформированное состояние, горные породы, открытые горные работы, карьеры
Для цитирования: Рыбин В.В., Константинов К.Н., Калюжный А.С. Возможность динамических проявлений горного давления в карьерах. Горная промышленность. 2023;(S1):56–60. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S1-56-60
Информация о статье
Поступила в редакцию: 19.01.2023
Поступила после рецензирования: 01.02.2023
Принята к публикации: 04.02.2023
Информация об авторах
Рыбин Вадим Вячеславович – доктор технических наук, доцент, руководитель лаборатории геомониторинга и устойчивости бортов карьеров, отдел геомеханики, 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.
Константинов Константин Николаевич – научный сотрудник лаборатории геомониторинга и устойчивости бортов карьеров, отдел геомеханики, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Российская Федерация, e-mail: k.konstantinov@ ksc.ru
Калюжный Антон Сергеевич – научный сотрудник лаборатории геомониторинга и устойчивости бортов карьеров, отдел геомеханики, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Российская Федерация, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Козырев А.А., Панин В.И., Савченко С.Н., Козырев С.А., Мальцев В.А., Рыбин В.В. и др. Сейсмичность при горных работах. Апатиты; 2002. 325 с.
2. Kozyrev A.A., Maltsev V.A., Kasparian E.V., Rybin V.V., Reshetnyak S.P. Mining-Induсed Earthquakes in the Open Pits of the Kola Peninsula. In: Potvin Y., Hudyma M. (eds). RaSiM6: Proceedings of the Sixth International Symposium on Rockburst and Seismicity in Mines Proceedings, Perth (Australia), March 9–11, 2005. Perth: Australian Centre for Geomechanics; 2005, pp. 575–577. https://doi.org/10.36487/ACG_repo/574_64
3. Xia K., Chen C., Fu H., Pan Y., Deng Y. Mining-induced ground deformation in tectonic stress metal mines: A case study. Engineering Geology. 2016;210:212–230. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2016.06.018
4. Flores G., Catalan A. A transition from a large open pit into a novel “macroblock variant” block caving geometry at Chuquicamata mine, Codelco Chile. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019;11(3):549–561. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2018.08.010
5. Karakus M., Zhukovskiy S., Goodchild D. Investigating the influence of underground ore productions on the overall stability of an existing open pit. Procedia Engineering. 2017;191:600–608. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.223
6. Zhenwei Wang, Gaofeng Song, Kuo Ding. Study on the Ground Movement in an Open-Pit Mine in the Case of Combined Surface and Underground Mining. Advances in Materials Science and Engineering. 2020:8728653. https://doi.org/10.1155/2020/8728653
7. Sepehri M., Apel D.B., Adeeb S., Leveille P., Hall R.A. Evaluation of mining-induced energy and rockburst prediction at a diamond mine in Canada using a full 3D elastoplastic finite element model. Engineering Geology. 2020;266:105457. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2019.105457
8. Lisjak A., Mahabadi O.K., He L., Tatone B.S. A., Kaifosh P., Haque S.A., Grasselli G. Acceleration of a 2D/3D finite-discrete element code for geomechanical simulations using General Purpose GPU computing. Computers and Geotechnics. 2018;100:84–96. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2018.04.011
9. Мельников Н.Н., Козырев А.А., Решетняк С.П., Каспарьян Э.В., Рыбин В.В., Мелик-Гайказов И.В. и др. Концептуальные основы оптимизации конструкции бортов карьеров Кольского полуострова в конечном положении. В кн.: Мельников Н.Н., Решетняк С.П. (ред.) Горное дело в Арктике: труды 8-го Междунар. симпозиума, г. Апатиты, 20–23 июня 2005 г. СПб.: Типография Иван Фёдоров; 2005. С. 2–14.
10. Rybin V.V., Konstantinov K.N., Kalyuzhny A.S. Integrated approach to slope stability estimation in deep open pit mines. Eurasian Mining. 2019;(2):23–26. https://doi.org/10.17580/em.2019.02.05
11. Батугин А.С. Участки предельно напряженного состояния земной коры как среда для техногенных землетрясений. В кн.: Селюцкая О.В. (ред.) Современные методы оценки сейсмической опасности и прогноза землетрясений: тезисы докладов 2-й Всерос. науч. конф. с международным участием, г. Москва, 29–30 сентября 2021 г. М.: Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН; 2021. С. 22–23.
12. Козырев А.А., Каспарьян Э.В., Рыбин В.В., Решетняк С.П. Анализ условий возникновения динамических проявлений горного давления на месторождениях Кольского полуострова, разрабатываемых открытым способом. В кн.: Мельников Н.Н. (ред.) Техногенная сейсмичность при горных работах: модели очагов, прогноз, профилактика: сб. докл. междунар. совещания, г. Кировск, 14–16 апреля 2004 г. Апатиты: Кольский научный центр РАН; 2004. Ч. 1. С. 89–94.
