Прогноз геомеханического состояния массива пород в сложных горно-геологических условиях по данным натурных исследований
К.Н. Константинов1, Ю.А. Старцев1, Е.А. Лобанов2, Т.С. Муштекенов3, А.А. Цымбалов3
1 Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
2 ООО «Канекс Шахтострой», г. Москва, Российская Федерация
3 ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», г. Норильск, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.129-134
Резюме: С целью обеспечения производственных процессов на Октябрьском месторождении богатых сульфидных руд на глубине 2000 м с 2020 по 2023 г. выполнялась проходка двух разведочных выработок на горизонтах –1650 м и –1750 м протяженностью порядка двух километров каждая. Для обеспечения ведущихся горных работ прогнозом геомеханического состояния массива пород выполнялись натурные исследования в опережающих скважинах методом ультразвукового каротажа, телеметрии ствола скважин, методом дискования керна. Метод ультразвукового каротажа предназначен для изучения упругих свойств и трещиноватости горных пород. Методом телеметрии оценивается трещиноватость ствола опережающих скважин, наличие различных геолого-структурных неоднородностей. Метод дискования керна основан на способности к хрупкому разрушению прочных скальных пород. Установлено, что вектор главных сжимающих напряжений разнонаправленно действует в массиве пород исследуемых выработок. Отдельные случаи выявления участков дискования керна и «дорожек» на контуре опережающих скважин по своим параметрам не являются представительными для отнесения данных участков к категории «опасно» по горным ударам. Совокупность полученных данных указывает на эффективность примененного прогноза геомеханического состояния в опережающих скважинах, сведения о геомеханическом состоянии массива пород в окрестности опережающих скважин позволили своевременно выдавать рекомендации по порядку ведения горных работ с целью обеспечения устойчивости сооружаемых горных выработок.
Ключевые слова: геомеханика, опережающие скважины, ультразвуковой каротаж, метод дискования керна, трещиноватость, скорость продольной волны, телеметрия, поле напряжений, удароопасность, устойчивость выработок
Для цитирования: Константинов К.Н., Старцев Ю.А., Лобанов Е.А., Муштекенов Т.С., Цымбалов А.А. Прогноз геомеханического состояния массива пород в сложных горно-геологических условиях по данным натурных исследований. Горная промышленность. 2024;(5):129–134. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5-129-134
Информация о статье
Поступила в редакцию: 25.07.2024
Поступила после рецензирования: 27.08.2024
Принята к публикации: 16.09.2024
Информация об авторах
Константинов Константин Николаевич – научный сотрудник, 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.
Старцев Юрий Алексеевич – ведущий технолог, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация Лобанов Евгений Александрович – управляющий директор ООО «Канекс Шахтострой», г. Москва, Российская Федерация
Муштекенов Талгат Сакенович – советник аппарата директора, ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», г. Норильск, Российская Федерация
Цымбалов Андрей Анатольевич – заместитель директора по горному производству, ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», Российская Федерация
Список литературы
1. Abdellah W.R. Serviceability analysis of deep underground openings driven in jointed-rock. International Journal of Mining Science and Technology. 2017;27(6):1019–1024. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2017.06.024
2. Марысюк В.П., Сабянин Г.В., Андреев А.А., Васильев Д.А. Оценка напряженного состояния рудного массива при ведении очистных работ на глубоких рудниках Талнаха. Горный журнал. 2020;(6):17–22. https://doi.org/10.17580/gzh.2020.06.02 Marysyuk V.P., Sabyanin G.V., Andreev A.A., Vasiliev D.A. Stress assessment in deep-level stoping in Talnakh mines. Gornyi Zhurnal. 2020;(6):17–22. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2020.06.02
3. Bruning T., Karakus M., Akdag S., Nguyen G.D., Goodchild D. Influence of deviatoric stress on ruckburst occurrence: An experimental study. International Journal of Mining Science and Technology. 2018;28(5):763–766. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2018.08.005
4. Козырев А.А., Константинов К.Н., Лобанов Е.А., Волков Д.С., Муштекенов Т.С., Цымбалов А.А. Оценка геомеханического состояния массива пород в окрестности глубоких выработок рудника «Скалистый» комплексом натурных методов. Горная промышленность. 2023;(5):108–113. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-5-108-113 Kozyrev A.A., Konstantinov K.N., Lobanov E.A., Volkov D.S., Mushtekenov T.S., Tsymbalov A.A. Assessment of the geomechanical state of the rock mass in the vicinity of deep mining workings of the Skalisty mine by in-situ methods. Russian Mining Industry. 2023;(5):108–113. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-5-108-113
5. Семенова И.Э., Константинов К.Н., Кулькова М.С. Оценка напряженно-деформированного состояния массива пород в окрестности подземных выработок глубокого заложения комплексом инструментальных и численных методов. Горный журнал. 2024;(1):22–28. https://doi.org/10.17580/gzh.2024.01.04 Semenova I.E., Konstantinov K.N., Kulkova M.S. Estimation of stress–strain behavior in surrounding rock mass around deep underground openings using a set of instrumental and numerical methods. Gornyi Zhurnal. 2024;(1):22–28. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2024.01.04
6. Леонтьев А.В. Анализ естественных напряжений по результатам измерений в рудниках на территории северной Евразии. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2001;(1):31–40. Leont’ev A.V. Analysis of natural stresses according to the measurement results in mines on the territory of Northern Eurasia. Journal of Mining Science. 2001;37(1):28–37. https://doi.org/10.1023/A:1016776600934
7. Eremenko V.A., Neguritsa D.L. Efficient and active monitoring of stresses and strains in rock masses. Eurasian Mining. 2016;(1):21–24. https://doi.org/10.17580/em.2016.01.02
8. Неверов С.А. Типизация рудных месторождений с ростом глубины по виду напряженного состояния. Часть I. Современные представления о напряженном состоянии массивов горных пород с ростом глубины. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012;(2):56–69. Neverov S.A. Types of orebodies on the basis of the occurrence depth and stress state. Part I: Modern concept of the stress state versus depth. Journal of Mining Science. 2012;48(2):249–259. https://doi.org/10.1134/S1062739148020050
9. Неверов С.А. Типизация рудных месторождений с ростом глубины по виду напряженного состояния. Часть II. Тектонотипы рудных месторождений и модели геосреды. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012;(3):25–34. Neverov S.A. Types of orebodies on the basis of the occurrence depth and stress state. Part II: Orebody tectonotypes and geomedium models. Journal of Mining Science. 2012;48(3):421–428. https://doi.org/10.1134/S1062739148030033
10. Дарбинян Т.П., Рышкель И.А., Румянцев А.Е., Бреус К.Э. Геотехническое картирование выработок в рамках построения геомеханической модели рудника «Октябрьский». Горный журнал. 2019;(11):10–13. Режим доступа: https://www.rudmet.ru/journal/1869/article/31778/ (дата обращения: 23.02.2024). Darbinyan T.P., Ryshkel I.A., Rumyantsev A.E., Breus K.E. Geotechnical mapping of underground excavations in the framework of geomechanical model construction for the Oktyabrsky Mine. Gornyi Zhurnal. 2019;(11):10–13. (In Russ.) Available at: https://www.rudmet.ru/journal/1869/article/31778/ (accessed: 23.02.2024).
11. Наговицин Ю.Н., Новиков В.В., Куранов А.Д., Ильинов М.Д. Сопоставление результатов неразрушающего контроля и лабораторных определений свойств руд и пород Октябрьского месторождения. Горный журнал. 2020;(6):42–45. Режим доступа: https://www.rudmet.ru/journal/1933/article/32704/ (дата обращения: 23.02.2024). Nagovitsin Yu.N., Novikov V.V., Kuranov A.D., Iliinov M.D. Comparison of nondestructive testing results and laboratory definitions of ore and rock properties of the Oktyabrskoye deposit. Gornyi Zhurnal. 2020;(6):42–45. (In Russ.) Available at: https://www.rudmet.ru/journal/1933/article/32704/ (accessed: 23.02.2024).
12. Курленя М.В. (ред.) Управление горным давлением в тектонически напряженных массивах. Апатиты; 1996. Ч. 1. 159 с. 13. Lei Q., Goo K. A numerical study of stress variability in heterogeneous fractured rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2019;113:121–133. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2018.12.001
