Представлены результаты выполненных исследований с использованием региональных и локальных методов прогноза и контроля геомеханического состояния рудного массива удароопасного Николаевского месторождения, расположенного в геодинамически активном районе. Объектом исследования является рудный массив Николаевского месторождения, характеризующийся интенсивной техногенной и тектонической нарушенностью и высокой геодинамической активностью. Целью исследований является практическая реализация методов и средств прогноза и контроля за геомеханическим состоянием удароопасного массива для своевременного прогноза опасных геодинамических явлений и повышения безопасности ведения горных работ. Опыт отработки удароопасных месторождений показывает, что для более точного прогноза опасных проявлений горного давления необходимо применение многоуровневых систем, в которых региональные методы и технические средства дополняются локальными. Для регионального прогноза удароопасности на Николаевском месторождении применяется сейсмоакустический метод с использованием автоматизированной системы контроля горного давления (АСКГД) «Prognoz-АDS». Локальный прогноз выполняется с использованием прибора «Prognoz-L», геофизического метода (метод дискования керна) и визуальных наблюдений за динамическими проявлениями горного давления в горных выработках. Количественная оценка напряженно-деформированного и удароопасного состояния рудопородного массива выполняется с применением специализированного программного обеспечения «PRESS 3D URAL». Интеграция горно-технической и геомеханической информации в процессе выполненных исследований обеспечивает адекватную оценку удароопасности участков месторождения на разных стадиях его освоения. Опытно-промышленная проверка применяемой системы, в которой региональные методы и технические средства дополняются локальными, показала удовлетворительные результаты на Николаевском руднике, что позволяет ее рекомендовать к использованию на других рудниках, ведущих добычу руды на больших глубинах в схожих условиях активизации геодинамических процессов.
Предметом исследования является напряженно-деформированное и удароопасное состояние рудного массива Николаевского полиметаллического месторождения, формируемое под влиянием сложных горно-геологических и горно-технических факторов. Цель работы – установление особенностей формирования техногенных полей напряжений на месторождении, характеризующемся блочным строением, сложной тектонической структурой и наличием большого объема выработанных пространств. Выполнено объемное геодинамическое моделирование напряженно-деформированного состояния горного массива на различных этапах отработки глубоких горизонтов месторождения путем последовательного наращивания информации по структуре, свойствам и геодинамическому состоянию массива горных пород. Оценка характера изменения напряжений с учетом влияния гипсометрии, конфигурации краевой части, физико-механических свойств рудной залежи и вмещающих пород, наличия тектонических нарушений выполнена с использованием разработанных численных алгоритмов, средств автоматизации исходных данных и программного обеспечения «PRESS 3D URAL». Выполненное моделирование позволило установить, что тектонические нарушения в массиве приводят к качественному изменению напряженно-деформирован- ного состояния на отдельных участках рудного массива и в целиках, а именно: снижению напряжений вдоль тектонических нарушений и их росту в близлежащих целиках. Выявленные особенности распределения напряжений в тектонически нарушенном горном массиве Николаевского месторождения позволят заблаговременно выделить потенциально удароопасные участки как на этапе планирования горных работ, так и в процессе эксплуатации, а также разработать эффективные противоударные мероприятия для повышения безопасности разработки месторождения. Полученные результаты исследований могут быть использованы на предприятиях, имеющих аналогичные горно-геологические и горно-технические условия разработки.
Рассмотрен практический опыт применения камерно-столбовой системы разработки (КССР) в условиях больших глубин и динамического проявления горного давления. Установлено, что способы управления горным давлением, эффективные на верхних горизонтах, не удовлетворяют безопасности производства работ на современных глубинах, что обусловлено изменением характера геодинамических процессов при отработке рудной залежи. С увеличением глубины отработки наблюдается рост интенсивности геодинамических процессов и количества случаев разрушения целиков и кровли очистных камер. При горных работах на глубине 800 м разрушения горных конструкций приобрели массовый и непредсказуемый характер, что потребовало разработки и реализации концепции по оценке соответствия применяемых параметров конструктивных элементов КССР горно-геологическим, горно-техническим и геодинамическим условиям Североуральских бокситовых месторождений и разработки рекомендаций по безопасному применению КССР в удароопасных условиях на больших глубинах. Выявлены причины разрушения выработок и элементов горных конструкций от влияния природных и техногенных факторов, определены объекты угроз и геомеханического обеспечения. Выполнена оценка соответствия применяемых методов расчета параметров конструктивных элементов КССР, прогноза и мер по предупреждению горно-тектонических ударов существующим формам и условиям их проявления на рудниках ОАО «Севуралбокситруда». Рассмотрены вопросы модернизации известного и разработки нового геомеханического обеспечения КССР с учетом влияния природных и техногенных угроз. Представлены результаты экспериментальной проверки новых параметров конструктивных элементов КССР на шахтах СУБРа. Приведены данные о промышленном внедрении на шахтах СУБРа разработанных нормативно-методических документов по определению допустимых параметров конструктивных элементов КССР на больших глубинах.
Современные промышленные корпорации характеризуются глубокой интеграцией, что проявляется во множестве связей и взаимодействий. Ключевыми из них являются технологические связи, на основе которых формируются товарные и финансовые потоки. Глобальная инновационная экономика оказывает влияние на параметры интеграции и консолидации экономической деятельности, что приводит к организации стратегического управления и цепочек создания стоимости в мезоэкономических сетевых структурах с единым логистическим центром, нематериальными активами и особой системой долгосрочных контрактов. Производство продукции в минерально-сырьевом секторе связано, преимущественно, с крупными высокоэффективными компаниями. При этом современная конкурентная ситуация в мировой ресурсодобыче, необходимость дальнейшего развития и роста компаний, особенно ресурсно-ориентированных экономик, стимулирует их к внедрению масштабных стратегических проектов, связанных с освоением новых минерально-сырьевых активов. Как правило, стратегические проекты в минерально-сырьевом секторе влияют на экономическое состояние населения и различные субъекты предпринимательской деятельности, развитие отрасли, региона и страны в целом. Реализация стратегических инвестиционных проектов в горном бизнесе часто осуществляется в очень сложных организационно-технических и экономических условиях, включая неразвитость инфра- структуры, неблагоприятные природно-климатические и географические условия, недостаток квалифицированных кадров, потребность в масштабном финансировании, необходимость снижения существенного негативного влияния на окружающую среду. Крупные проекты, реализуемые в приграничных регионах, оказывают существенное влияние на развитие ресурсно-ориентированных экономик и трансграничное сотрудничество. Выбор варианта реализации горного проекта и оценка возникающих эффектов может строиться на основе концепции добавленной стоимости, в которой максимизирован рост ценности. Механизм создания ценности зависит от количества производственных стадий, глубины диверсификации, производственной мощности, активов компаний, номенклатуры товарной продукции. При этом следует учитывать не только прямые положительные экономические эффекты по проекту, но и возникающие дополнительные эффекты, связанные с интеграцией и реализацией проекта в цепочке добавленной стоимости. Цель работы заключается в обосновании методического подхода на основе цепочки добавленной стоимости к оценке эффектов крупного горного проекта, которые могут оказывать влияние на холдинг, регион, национальную экономику, трансграничное взаимодействие. В результате выполненных исследований обосновано применение концепции добавленной стоимости для выбора варианта проекта освоения месторождения, выявлены основные и дополнительные эффекты реализации крупного горного проекта, предложены варианты организационно-экономического механизма создания оловянной отрасли Республики Казахстан.
Приведена методика расчета параметров запредельного деформирования руды (модуля спада) с учетом широкого диапазона горно-геологических и горно-технических факторов. Приведены графические зависимости модулей спада основных разновидностей бокситовых руд от размеров выработанных пространств, глубины разработки и мощности рудной залежи при применении камерно-столбовой системой разработки с оставлением податливых междукамерных целиков в условиях глубоких горизонтов ОАО «Севуралбокситруда».
Разработана методика расчета системы неудароопасных податливых межштрековых целиков при применении многоштрековой схемы подготовки выемочных столбов на удароопасных угольных пластах. Даны рекомендации по выбору параметров межштрековых целиков для обеспечения безопасных условий подготовки защитных пластов Четвертый и Пятый на шахтах ОАО «Воркутауголь».
Рассмотрены направления развития геомеханического обеспечения камерно- столбовой системы разработки удароопасных рудных залежей на больших глубинах, заключающиеся в модернизации, разработке и научном обосновании комплекса методов определения допустимых размеров выработанных пространств, пролетов кровли очистных камер, размеров несущих барьерных целиков, податливых междукамерных целиков, в том числе с учетом их динамической пригрузки, а также создании автоматизированного программного комплекса для перспективного прогнозирования геодинамического состояния рудной залежи и заблаговременного планирования противоударных мероприятий, позволяющих повысить безопасность ведения горных работ.
Рассмотрены научно-методические положения по обеспечению безопасного применения камерно-столбовой системы разработки в сложных геомеханических и геодинамических условиях за счет заблаговременной скважинной обработки удароопасных зон, выявленные на основе перспективного прогнозирования напряженного и удароопасного состояния с применением автоматизированного программного комплекса «PRESS 3D URAL».
Приведены положения методологии комплексной оценки влияния тектонических нарушений на устойчивость массива горных пород для условий разработки рудных пластовых месторождений сложного геологического строения. Степень устойчивости массива горных пород и конструктивных элементов систем разработки в зонах влияния тектонических нарушений оценивается по величине приращения напряжений от действия подвижек на контактной поверхности тектонического нарушения.
Приводятся результаты анализа факторов, влияющих на безопасное ведение горных работ. Рассмотрены технологические решения по управлению горным давлением, позволяющие вести горные работы на больших глубинах в удароопасных условиях. Приведены методические положения и результаты определения параметров конструктивных элементов систем разработок для условий Североуральских бокситовых месторождений.
При проектировании к отработке подземным способом Коашвинского апатит- нефелинового месторождения определены безопасные параметры временных междукамерных целиков для камерно-целиковой системы разработки с выпуском руды на траншеи. Приведены результаты расчета экономической эффективности сравниваемых пара- метров. Обосновано, что экономическая эффективность применения камерно-целиковой системы разработки до глубины 800 м связана с увеличением естественной податливости междукамерных целиков.
Выполнено сопоставление результатов расчетов тангенциальных напряжений на внутреннем контуре тюбинговой обделки и радиальных напряжений на внешнем контуре, найденных на основе решения задачи взаимодействия «обделка – грунтовый массив» в пространственной и плоской (однослойное и двухслойное кольцо) постановках. Выявлена область корректного применения плоских моделей.
Приводятся результаты применения на предприятии «Севуралбокситруда» технологии компьютерного моделирования для прогнозирования геодинамических процессов, происходящих при ведении горных работ в тектонически напряженных зонах рудных залежей. Определена степень влияния активных тектонических нарушений на конструктивные элементы камерно-столбовой системы разработки.
Приводятся результаты внедрения на шахтах методики установления размеров угольных целиков при подготовке удароопасных угольных пластов парными выработками. Установлены безопасные значения опережений при проходке подготовительных выработок с формированием податливых целиков.
