Подать статью
Стать рецензентом
Том 279
Страницы:
25-38
В печати

Опыт уточнения критической глубины удароопасности на рудном месторождении при переходе на подземный способ разработки

Авторы:
В. Ю. Синегубов1
М. Г. Попов2
М. А. Вильнер3
А. И. Тхориков4
Об авторах
  • 1 — канд. техн. наук заместитель генерального директора ООО «Геотехническое бюро» ▪ Orcid
  • 2 — канд. техн. наук доцент Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid
  • 3 — канд. техн. наук главный специалист ООО «Геотехническое бюро» ▪ Orcid
  • 4 — канд. техн. наук доцент Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid
Дата отправки:
2025-10-07
Дата принятия:
2026-03-04
Дата публикации онлайн:
2026-05-13

Аннотация

Статья посвящена проблеме уточнения критической глубины удароопасности для Ньоркпахкского месторождения апатит-нефелиновых руд в контексте перехода на подземный способ разработки. Актуальность исследования обусловлена несоответствием значения 400 м (согласно нормативной документации) реальным горно-геологическим условиям, особенно с учетом значительного влияния существующего карьера на напряженно-деформированное состояние массива и природных факторов региона. Целью исследования является разработка и апробация комплексной методики оценки критической глубины удароопасности, включающей анализ дискования керна, мониторинг сейсмичности, пространственное численное моделирование напряженно-деформированного состояния в программном комплексе CAE Simulia Abaqus, оценку потенциала удароопасности пород по критерию Кайзера и сопоставление с геомеханически подобным месторождением-аналогом Олений ручей. Анализ дискования керна выявил лишь локальные зоны напряжений, приуроченные к тектоническим нарушениям, без признаков региональной удароопасности до отметки +100 м. Результаты численного моделирования подтвердили отсутствие опасных концентраций напряжений до глубин +35 м как до начала, так и после завершения отработки карьера. Сопоставление методом подобия показало ожидаемое проявление удароопасности ниже отметки +50 м. Исследования согласно разработанной и подробно описанной в статье методике позволили научно обосновать возможность изменения в сторону увеличения критической глубины удароопасности относительно нормативного значения до отметки +100 м. Также определено, что для хибинских месторождений отсутствует прямая корреляция между критерием хрупкости и склонностью пород к удароопасности. Предложенная методика рекомендована для апробации на удароопасных месторождениях со сложными горно-геологическими условиями.

Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
напряженно-деформированное состояние глубина удароопасности проявления горного давления дискование керна численное моделирование критерий Кайзера хрупкость пород
Финансирование:

Отсутствует

Перейти к тому 279

Литература

  1. Беляков Н.А., Емельянов И.А. Развитие подхода к обработке результатов измерений напряженного состояния методом кольцевой разгрузки // Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2022. Вып. 2. С. 192-207. DOI: 10.46689/2218-5194-2022-2-1-192-207
  2. Локтюкова О.Ю., Корчак П.А., Павлович А.А., Шабаров А.Н. Применение комплексной методики прогнозирования тектонических нарушений для обеспечения безопасной разработки месторождений апатит-нефелиновых руд открытым способом // Горный журнал. 2024. № 12. С. 42-50. DOI: 10.17580/gzh.2024.12.05
  3. Шабаров А.Н., Смирнов Э.В. Методические принципы прогноза опасных природных процессов на основе геодинамического районирования недр // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024. № 11-1. С. 157-170. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_111_0_157
  4. Козырев А.А., Семенова И.Э., Земцовский А.В. Прогнозная оценка коэволюции напряженно-деформированного состояния восточной части апатитовой дуги Хибин при выемке полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 4. С. 93-102.
  5. Lai X.P., Shan P.F., Cao J.T. et al. Simulation of Asymmetric Destabilization of Mine-void Rock Masses Using a Large 3D Physical Model // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2016. Vol. 49. Iss. 2. P. 487-502. DOI: 10.1007/s00603-015-0740-z
  6. Ning Li, Yushi Zou, Shicheng Zhang et al. Rock brittleness evaluation based on energy dissipation under triaxial compression // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019. Vol. 183. № 106349. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.106349
  7. Криницын Р.В. Напряженно-деформированное состояние массива горных пород при отработке месторождений Урала // Горная промышленность. 2022. № 5. С. 79-82. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-5-79-82
  8. Трушко В.Л., Баева Е.К. Обоснование рациональных параметров крепи комплекса горных выработок, проводимых в сложных горно-геологических условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 12. С. 55-69. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_12_0_55
  9. Протосеня А.Г., Куранов А.Д. Методика прогнозирования напряженно-деформированного состояния горного массива при комбинированной разработке Коашвинского месторождения // Горный журнал. 2015. № 1. С. 17-20. DOI: 10.17580/gzh.2015.01.03
  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. Diyuan Li, Zida Liu, Armaghani D.J. et al. Novel ensemble intelligence methodologies for rockburst assessment in complex and variable environments // Scientific Reports. 2022. Vol. 12. № 1844. DOI: 10.1038/s41598-022-05594-0
  12. 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
  13. Feng-qiang Gong, Yun-liang Wang. Rockburst proneness criteria for rock materials: Review and new insights // Journal of Central South University. 2020. Vol. 27. Iss. 10. P. 2793-2821. DOI: 10.1007/s11771-020-4511-y
  14. Козырев А.А., Савченко С.Н., Панин В.И. и др. Геомеханические процессы в геологической среде горнотехнических систем и управление геодинамическими рисками. Апатиты: Кольский научный центр Российской академии наук, 2019. 431 с. DOI: 10.37614/978.5.91137.391.7
  15. Носов В.В., Бадмажапов Б.Б., Чистяков А.Ю. Оценка удароопасности участка массива горных пород по результатам регистрации сейсмоакустической активности горного массива после взрыва // Опасные природные и техногенные процессы в горных регионах: модели, системы, технологии. Владикавказ: Геофизический институт Владикавказского научного центра РАН, 2022. С. 346-351. DOI: 10.33580/9785904868277_346
  16. Peng Xiao, Diyuan Li, Guoyan Zhao, Huanxin Liu. New criterion for the spalling failure of deep rock engineering based on energy release // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2021. Vol. 148. № 104943. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2021.104943
  17. Ghasemi E., Gholizadeh H., Adoko A.C. Evaluation of rockburst occurrence and intensity in underground structures using decision tree approach // Engineering with Computers. 2020. Vol. 36. Iss. 1. P. 213-225. DOI: 10.1007/s00366-018-00695-9
  18. Кузнецов Н.Н., Кондрашов Л.Ю. Оценка потенциала удароопасности горных пород месторождений Хибинского массива по критерию Кайзера // Вестник МГТУ. 2023. Т. 26. № 2. С. 170-179. DOI: 10.21443/1560-9278-2023-26-2-170-179
  19. Ming Cai, Kaiser P.K. Rockburst Support. Reference Book. In 2 volumes. Vol. 1: Rockburst Phenomenon and Support Characteristics. Sudbury: Laurentian University, 2018. 284 p.
  20. Господариков А.П., Зацепин М.А., Киркин А.П. Определение потенциала удароопасности горных пород Норильского промышленного района // Записки Горного института. 2025. Т. 272. С. 83-90.
  21. Бирючев И.В., Макаров А.Б., Усов А.А. Геомеханическая модель рудника. Часть 2. Использование // Горный журнал. 2020. № 2. С. 35-44. DOI: 10.17580/gzh.2020.02.04
  22. Malki J., Vennes I., Rowe C.D., Mitri H.S. Evaluation of Rock Burstability with Mechanical Property Testing and Microscopic Image Analysis // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2025. Vol. 58. Iss. 4. P. 4441-4457. DOI: 10.1007/s00603-024-03797-7
  23. Сабянин Г.В., Алборов А.Э., Андреев А.А., Румянцев А.Е. Выбор оптимального месторасположения скважины для оценки напряженного состояния геомеханическим методом по дискованию керна // Горный журнал. 2022. № 10. С. 58-63. DOI: 10.17580/gzh.2022.10.09
  24. 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
  25. Кочарян Г.Г., Золотухин С.Р., Калинин Э.В. и др. Напряженно-деформированное состояние массива горных пород Коробковского железорудного месторождения на участке зоны тектонических нарушений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2018. № 1. С. 16-24. DOI: 10.15372/FTPRPI20180102
  26. Абрашитов А.Ю., Онуприенко В.С., Корчак П.А. Трехуровневая система сейсмического мониторинга массива горных пород Хибинских месторождений апатит-нефелиновых руд // Горная промышленность. 2023. № S1. С. 36-42. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-S1-36-42
  27. Жукова С.А., Журавлева О.Г., Онуприенко В.С., Стрешнев А.А. Особенности сейсмического режима массива горных пород при отработке удароопасных месторождений Хибинского массива // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 7. С. 5-17. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_7_0_5
  28. Самсонов А.А. Оценка состояния массива горных пород удароопасного месторождения «Олений ручей» по результатам измерений напряжений // Вестник Кольского научного центра РАН. 2019. Т. 11. № 1. С. 62-67. DOI: 10.25702/KSC.2307-5228.2019.11.1.62-67
  29. Семенова И.Э., Земцовский А.В., Павлов Д.А. Комплексные геомеханические исследования массива горных пород удароопасного месторождения «Олений Ручей» при ведении подземных горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. № 4. С. 46-55.
  30. Afraei S., Shahriar K., Madani S.H. Statistical assessment of rock burst potential and contributions of considered predictor variables in the task // Tunnelling and Underground Space Technology. 2018. Vol. 72. P. 250-271. DOI: 10.1016/j.tust.2017.10.009
  31. Синегубов В.Ю. Разработка комплексного подхода к прогнозу напряженного состояния породного массива и апробация на месторождении Олений ручей // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2025. № 2 (168). С. 68-79. DOI: 10.26730/1999-4125-2025-2-68-79
  32. Chen Xu, Xiaoli Liu, Enzhi Wang et al. Rockburst prediction and classification based on the ideal-point method of information theory // Tunnelling and Underground Space Technology. 2018. Vol. 81. P. 382-390. DOI: 10.1016/j.tust.2018.07.014
  33. Jinglin Wen, Husheng Li, Fuxing Jiang et al. Rock burst risk evaluation based on equivalent surrounding rock strength // International Journal of Mining Science and Technology. 2019. Vol. 29. Iss. 4. P. 571-576. DOI: 10.1016/j.ijmst.2019.06.005
  34. 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
  35. Синегубов В.Ю., Попов М.Г., Вильнер М.А., Сотников Р.О. Оценка влияния очистных работ на формирование нарушенных зон в массиве на контурах выработок большого сечения при освоении месторождений апатит-нефелиновых руд // Горный журнал. 2021. № 8. С. 24-30. DOI: 10.17580/gzh.2021.08.04
  36. Sedrette S., Rebai N. A GIS Approach Using Morphometric Data Analysis for the Identification of Subsurface Recent Tectonic Activity. Case Study in Quaternary Outcrops – North West of Tunisia // Journal of Geographic Information System. 2022. Vol. 14. № 1. P. 94-112. DOI: 10.4236/jgis.2022.141006
  37. Litvinenko V.S. A model of mining engineering education for the 21st century // Sustainable Development of Mountain Territories. 2025. Vol. 17. № 2 (64). P. 603-615. DOI: 10.21177/1998-4502-2025-17-2-603-615

Похожие статьи

Новые данные о проявлении байкальской (тиманской) тектоно-магматической активизации на острове Западный Шпицберген
2026 А. Н. Сироткин, А. Н. Евдокимов, М. Ю. Бурнаева, Н. А. Румянцева
Микробиота коры выветривания Тургоякского месторождения каолина (Миасский район, Южный Урал)
2026 А. А. Георгиевский, Е. А. Жегалло, А. Ф. Георгиевский, В. М. Бугина, А. Е. Котельников
Потенциал оливина в транспорте воды в мантию при тепловом режиме промежуточной и горячей субдукции
2026 И. Н. Куприянов, А. Г. Сокол
Исследование влияния массовых взрывов на законтурный массив
2026 Е. А. Шишкин, Е. Б. Шевкун