Подать статью
Стать рецензентом
EN
Том 278
Страницы:
30-40
В печати
Научная статья
Геотехнология и инженерная геология

Исследование особенностей формирования удароопасности в зонах тектонических нарушений Хибинских месторождений

Авторы:
И. И. Багаутдинов1
А. Н. Шабаров2
Об авторах
  • 1 — канд. техн. наук ведущий научный сотрудник Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ ▪ Orcid
  • 2 — д-р техн. наук директор научного центра Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ ▪ Orcid
Дата отправки:
2025-02-20
Дата принятия:
2025-12-09
Дата публикации онлайн:
2026-02-04

Аннотация

Опасность горных ударов на Хибинских месторождениях в значительной степени обусловлена их блоковым строением и природным гравитационно-тектоническим полем напряжений в массиве. Детализированный анализ задокументированных случаев горных ударов на месторождениях Кольского п-ова позволил разработать классификацию геодинамических событий по механизму их возникновения. В ходе анализа было установлено, что в период 1980-2024 гг. 40 % всех горных ударов были приурочены к геологическим нарушениям с высокой прочностью материала-заполнителя. Такие геодинамические события происходят в результате активации комбинированного механизма. Причиной геодинамического события в этом случае является сочетание структурных нарушений массива скальных пород с высоким уровнем тектонических напряжений. Важным критерием удароопасности в районе геологических нарушений в высоконапряженных массивах является их относительная жесткость, а следовательно, и степень трещиноватости применительно к натурным условиям массива горных пород. Механизм такого класса горных ударов может быть описан в рамках теории жестких прессов. По результатам исследований обоснована необходимость уделять серьезное внимание разработке специальных мероприятий для предотвращения или минимизации риска возникновения геодинамических событий при приближении к тектоническим нарушениям с высокой прочностью материала-заполнителя очистных и подготовительных выработок.

Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
геодинамика напряженно-деформированное состояние горный удар структурно-тектоническое нарушение дайка
Перейти к тому 278

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 23-17-00144).

Литература

  1. Еременко В.А. Природные и техногенные факторы возникновения горных ударов при разработке железорудных месторождений Западной Сибири // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. № 11. С. 50-59.
  2. Villalobos F.A., Villalobos S.A., Aguilera L.E. Evaluation of rockburst energy capacity for the design of rock support systems for different tunnel geometries at El Teniente copper mine // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2022. Vol. 122. № 9. P. 505-515. DOI: 10.17159/2411-9717/1249/2022
  3. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках / Под ред. И.М.Петухова, А.М.Ильина, К.Н.Трубецкого. М.: Изд-во Академии горных наук, 1997. 376 с.
  4. Ловчиков А.В. Изменение представлений о механизме горных и горно-тектонических ударов в рудниках на современном этапе // Записки Горного института. 2010. Т. 188. С. 63-65.
  5. Ловчиков А.В. Новая концепция механизма горно-тектонических ударов и других динамических явлений для условий рудных месторождений // Горные науки и технологии. 2020. Т. 5. № 1. С. 30-38. DOI: 10.17073/2500-0632-2020-1-30-38
  6. Маринин М.А., Карасев М.А., Поспехов Г.Б. и др. Инженерно-геологическое обоснование параметров кучного выщелачивания золота из бедных песчано-глинистых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 9. С. 22-37 (in English). DOI: 10.25018/0236_1493_2023_9_0_22
  7. Морозов К.В., Демехин Д.Н., Бахтин Е.В. Многокомпонентные датчики деформаций для оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6-2. С. 80-97. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_80
  8. Нгуен Т.Т., Карасев М.А. Расчет оптимальных геометрических параметров тоннеля квазипрямоугольного поперечного очертания по силовому фактору // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 6. С. 59-71. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_6_0_59
  9. Glinskii V.V., Trushko V.L. Design of seismic-resistant linings for rock burst conditions // Advances in Raw Material Industries for Sustainable Development Goals. London: CRC Press, 2021. P. 99-104. DOI: 10.1201/9781003164395
  10. Ильинов М.Д., Петров Д.Н., Карманский Д.А., Селихов А.А. Аспекты физического моделирования процессов структурных изменений образцов горных пород при термобарических условиях больших глубин // Горные науки и технологии. 2023. Т. 8. № 4. С. 290-302. DOI: 10.17073/2500-0632-2023-09-150
  11. Вербило П.Э., Вильнер М.А. Изучение анизотропии прочности и масштабного эффекта трещиноватого массива горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6-2. С. 47-59. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_47
  12. Karasev M.A., Protosenya A.G., Katerov A.M., Petrushin V.V. Analysis of shaft lining stress state in anhydrite-rock salt transition zone // Rudarsko-geološko-naftni zbornik. 2022. Vol. 37. № 1. P. 151-162. DOI: 10.17794/rgn.2022.1.13
  13. Jian Zhou, Xibing Li, Mitri H.S. Evaluation method of rockburst: State-of-the-art literature review // Tunnelling and Underground Space Technology. 2018. Vol. 81. P. 632-659. DOI: 10.1016/j.tust.2018.08.029
  14. Zhou Jian, Li Xibing, Shi Xiuzhi. Long-term prediction model of rockburst in underground openings using heuristic algorithms and support vector machines // Safety Science. 2012. Vol. 50. Iss. 4. P. 629-644. DOI: 10.1016/j.ssci.2011.08.065
  15. Askaripour M., Saeidi A., Rouleau A., Mercier-Langevin P. Rockburst in underground excavations: A review of mechanism, classification, and prediction methods // Underground Space. 2022. Vol. 7. Iss. 4. P. 577-607. DOI: 10.1016/j.undsp.2021.11.008
  16. Петухов И.М., Линьков А.М. Механика горных ударов и выбросов. М.: Недра, 1983. 280 с.
  17. Manchao He, Tai Cheng, Yafei Qiao, Hongru Li. A review of rockburst: Experiments, theories, and simulations // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2023. Vol. 15. Iss. 5. P. 1312-1353. DOI: 10.1016/j.jrmge.2022.07.014
  18. Иовлев Г.А., Протосеня А.Г., Петров Н.Е. Определение параметров механических моделей грунтов по данным полевых испытаний // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2023. № 6. С. 7-13.
  19. Тарасов Б.Г. Запредельные свойства горных пород и их связь с динамикой спонтанного разрушения // Горный журнал. 2021. № 1. С. 13-19. DOI: 10.17580/gzh.2021.01.03
  20. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Механика деформирования и разрушения горных пород. М.: Недра, 1992. 224 с.
  21. Jian Zhou, Yulin Zhang, Chuanqi Li et al. Rockburst prediction and prevention in underground space excavation // Underground Space. 2024. Vol. 14. P. 70-98. DOI: 10.1016/j.undsp.2023.05.009
  22. Тарасов Б.Г. Парадоксы прочности и хрупкости горных пород в условиях сейсмических глубин // Горный журнал. 2020. № 1. С. 11-17. DOI: 10.17580/gzh.2020.01.02
  23. Казанин О.И., Сидоренко А.А., Евсюкова А.А., Лю Цзылу. Обоснование технологий поддержания выемочных выработок при отработке пологих угольных пластов на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 9-1. С. 5-21. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_91_0_5
  24. Абрашитов А.Ю., Шабаров А.Н., Корчак П.А., Куранов А.Д. Опыт взаимодействия с горным предприятием при решении проблем геодинамической безопасности // Горный журнал. 2023. № 5. С. 40-48. DOI: 10.17580/gzh.2023.05.06
  25. Козырев А.А., Семенова И.Э., Жукова С.А., Журавлева О.Г. Факторы изменения сейсмического режима и локализации опасных зон при крупномасштабном техногенном воздействии // Горная промышленность. 2022. № 6. С. 95-102. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-6-95-102
  26. Ortlepp W.D., Stacey T.R. Rockburst mechanisms in tunnels and shafts // Tunnelling and Underground Space Technology. 1994. Vol. 9. Iss. 1. P. 59-65. DOI: 10.1016/0886-7798(94)90010-8
  27. Пантелеев И.А., Наймарк О.Б. Современные тенденции в области механики тектонических землетрясений // Вестник Пермского научного центра УрО РАН. 2014. № 3. С. 44-62.
  28. Durrheim R.J., Roberts M.K.C., Haile A.T. et al. Factors influencing the severity of rockburst damage in South African gold mines // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 1998. Vol. 98. Iss. 2. P. 53-57. DOI: 10520/AJA0038223X_2507
  29. Hedley D.G.F. Rockburst handbook for Ontario hardrock mines. Canada Centre for Mineral and Energy Technology, 1992. CANMET Special Report 92-1E, 312 p. DOI: 10.4095/305107
  30. Hoek E., Brown E.T. The Hoek–Brown failure criterion and GSI – 2018 edition // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019. Vol. 11. Iss. 3. P. 445-463. DOI: 10.1016/j.jrmge.2018.08.001
  31. Baoyao Tang. Rockburst Control Using Destress Blasting: A Thesis Submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in Partial Fulfilment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy. Montreal: McGill University, 2000. 248 p. URL: https://escholarship.mcgill.ca/concern/theses/xd07gv32k (дата обращения 20.02.2025).
  32. Xingdong Zhao, Shujing Zhang, Qiankun Zhu et al. Dynamic and static analysis of a kind of novel J energy-releasing bolts // Geomatics, Natural Hazards and Risk. 2020. Vol. 11. Iss. 1. P. 2486-2508. DOI: 10.1080/19475705.2020.1833991
  33. Yang Fanjie, Zhou Hui, Xiao Haibin et al. Numerical simulation method for the process of rockburst // Engineering Geology. 2022. Vol. 306. № 106760. DOI: 10.1016/j.enggeo.2022.106760
  34. Локтюкова О.Ю., Кравчук А.В. Методика прогнозирования тектонических нарушений на основе переинтерпретации данных геологоразведочных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025. № 2. С. 114-129. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_2_0_114
  35. Litvinenko V., Trushko V. Modelling of geomechanical processes of interaction of the ice cover with subglacial Lake Vostok in Antarctica // Antarctic Science. 2025. Vol. 37. Iss. 1. P. 39-48. DOI: 10.1017/S0954102024000506
  36. Сидоренко А.А., Дмитриев П.Н., Алексеев В.Ю., Сидоренко С.А. Совершенствование технологических схем отработки склонных к самовозгоранию пластов угля, опасных по горным ударам // Записки Горного института. 2023. Т. 264. С. 949-961.
Статистика
Просмотр аннотаций
102
Просмотр полного текста
48
Процитировано
Scopus:
0
Crossref:
0
Меню статьи

Похожие статьи

Трехмерное моделирование напряженно-деформированного состояния и анализ стабильности породного массива при строительстве подземной исследовательской лаборатории
2026 В. Н. Татаринов, В. С. Гупало, Д. Ж. Акматов, А. И. Маневич, Р. В. Шевчук, И. В. Лосев, А. А. Камаев
Реагентная очистка фторсодержащих сточных вод перерабатывающей промышленности
2026 Ю. Д. Пересунько, А. А. Писарева, С. В. Азопков, Е. Н. Кузин, Н. Е. Кручинина
Геометрические модели типовых сложноструктурных блоков уступов
2026 Б. Р. Ракишев, А. И. Едильбаев, А. С. Сакабеков, А. А. Орынбай, Н. А. Мекебай, Т. С. Ибырханов