К управлению состоянием рудовмещающих массивов путем регулирования напряжений при подземной добыче руд
В.И. Голик
Московский политехнический университет, г. Москва, Российская Федерация
Russian Mining Industry №1 / 2025 p. 123-128
Резюме: Техногенное вмешательство в недра при добыче полезных ископаемых сопровождается развитием действующих напряжений в рудовмещающих массивах. Недостаточный учет геомеханических условий разработки сопровождается высокими потерями и разубоживанием руд. Эколого-экономические показатели эксплуатации горных объектов могут быть улучшены при регулировании природных и техногенных напряжений с введением массивов в режим объемного сжатия. Теоретические и практические аспекты управления напряжениями в породном массиве детализируются полученными при исследованиях данными. Определение структурной ослабленности пород, установление закономерности распределения тектонических трещин и приуроченности к тектоническим структурам, формирование инженерно-геологической модели массива. Моделирование состояния массива выполнено на эквивалентных материалах по критерию геомеханической опасности. Прогнозирование геолого-структурных факторов разрушения объектов проведено на основе расчета деформаций массивов. Установлены закономерности поведения природных и искусственных массивов в зависимости от динамики перераспределения напряжений в скальном массиве. Уточнена математическая модель процессов потери прочности горных объектов под влиянием критических напряжений. Разработана методика оценки состояния окружающей среды как функция суммы природных и техногенных факторов. Обоснованы оптимизированные по фактору сопротивления перераспределению напряжений в массиве параметры упрочнения скальных массивов. Предложена методика расчета экологически корректных и экономически целесообразных параметров управления состоянием горных объектов и даны примеры ее реализации. Проблема обеспечения качества добываемого минерального сырья решается путем управления напряженностью массивов и может решаться на основе дальнейших исследований. Результаты исследования могут быть востребованы при подземной разработке твердых полезных ископаемых.
Ключевые слова: скальный массив, геомеханические процессы, объемное сжатие, природные напряжения, техногенные напряжения, горные объекты
Для цитирования: Голик В.И. К управлению состоянием рудовмещающих массивов путем регулирования напряжений при подземной добыче руд. Горная промышленность. 2025;(1):123–128. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1-123-128
Информация о статье
Поступила в редакцию: 02.11.2024
Поступила после рецензирования: 09.01.2025
Принята к публикации: 11.01.2025
Информация об авторе
Голик Владимир Иванович – доктор технических наук, профессор кафедры металлургии, Московский политехнический университет, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-1181-8452; e-mail: v.i.golik@mail.ru
Список литературы
1. Голик В.И., Разоренов Ю.И., Дмитрак Ю.В., Габараев О.З. Повышение безопасности подземной добычи руд учетом геодинамики массива. Безопасность труда в промышленности. 2019;(8):36–42. https://doi.org/10.24000/0409-2961-2019-8-36-42 Golik V.I., Razorenov Yu.I., Dmitrak Yu.V., Gabaraev O.Z. Safety improvement of the underground ore extraction considering mass geodynamics. Occupational Safety in Industry. 2019;(8):36–42. (In Russ.) https://doi.org/10.24000/0409-2961-2019-8-36-42
2. Ляшенко В.И., Хоменко О.Е., Голик В.И. Развитие природоохранных и ресурсосберегающих технологий подземной добычи руд в энергонарушенных массивах. Горные науки и технологии. 2020;5(2):104–118. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-2-104-118 Lyashenko V.I., Khomenko O.E., Golik V.I. Friendly and resource-saving methods of underground ore mining in disturbed rock masses. Mining Science and Technology (Russia). 2020;5(2):104-118. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-2-104-118
3. 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
4. Simser B.P. Rockburst management in Canadian hard rock mines. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019;11(5):1036–1043. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2019.07.005
5. Айнбиндер И.И., Пацкевич П.Г., Красюкова Е.В. Обоснование параметров опасных зон при комбинированной разработке кимберлитовых месторождений Якутии. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2019;(3):48–60. Aynbinder I.I., Patskevich P.G., Krasyukova E.V. Substantiation of dangerous area parameters in the combined development of kimberlite deposits of Yakutia. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2019;(3):48–60. (In Russ.)
6. Батугин А.С. Общие закономерности проявления сильных горных ударов и индуцированных землетрясений на участках с предельно напряженным состоянием земной коры. Горный журнал. 2021;(1):22–27. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.01.04 Batugin A.S. General features of strong rock bursts and induced earthquakes in critical-stress areas of the Earth’s crust. Gornyi Zhurnal. 2021;(1):22–27. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2021.01.04
7. Buzylo V., Pavlychenko A., Borysovska O., Saveliev D. Investigation of processes of rocks deformation and the earth’s surface subsidence during underground coal mining. E3S Web of Conferences. 2019;123:01050. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301050
8. Wojtecki Ł., Konicek P., Mendecki M.J., Gołda I., Zuberek W.M. Geophysical evaluation of effectiveness of blasting for roof caving during longwall mining of coal seam. Pure and Applied Geophysics. 2020;177(2):905–917. https://doi.org/10.1007/s00024-019-02321-1
9. Yin S., Shao Y., Wu A., Wang H., Liu X., Wang Y. A systematic review of paste technology in metal mines for cleaner production in China. Journal of Cleaner Production. 2020;247:119590. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119590
10. Qi C., Fourie A. Cemented paste backfill for mineral tailings management: Review and future perspectives. Minerals Engineering. 2019;144:106025. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2019.106025
11. Golik V.I., Stradanchenko S.G., Maslennikov S.A. Experimental study of non-waste recycling tailings ferruginous quartzite. International Journal of Applied Engineering Research. 2015;10(15):35410–35416. Available at: https://ripublication.com/ijaer10/ijaerv10n15_66.pdf (accessed: 30.11.2024).
12. Рыбак Я., Хайрутдинов М.М., Конгар-Сюрюн Ч.Б., Тюляева Ю.С. Ресурсосберегающие технологии освоения месторождений полезных ископаемых. Устойчивое развитие горных территорий. 2021;13(3):406–415. Rybak Ya., Khayrutdinov M.M., Kongar-Syuryun Ch.B., Tyulyayeva Yu.S. Resource-saving technologies for development of mineral deposits. Sustainable Development of Mountain Territories. 2021;13(3):406–415. (In Russ.)
